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2023年春夏季开源操作系统训练营：第一阶段

欢迎在校学生/工程师在2023年春夏季参加清华大学、CSDN、阿图教育等共同举办的2023年春夏季开源操作系统训练营活动（2022.04.01～2023.08.01），本次活动分为两个阶段：

  • 第一阶段：（2023.04.01～2023.05.01）线上自学Rust编程和OS基础，并进行Rust语言编程自学、Rust语言编程实验、RISC-V处理器学习 注意：如第二阶段选择基于C语言的uCore Tutorial做OS Kernel实验，可跳过Rust语言编程自学和实验。
  • 第二阶段：（2023.05.01～2023.07.01）OS内核学习与实验
  • 可选：（完成第二阶段后～2023.08.20）OS竞赛级实战模拟训练：OS Kernel supporting Linux Apps实验 ,主要是用Rust语言设计实现支持Linux APP的OS Kernel，大约要支持<100个左右的Linux Syscalls，能通过上百个动静态链接的Linux App测试用例。
  • 可选：（完成第二阶段后～2023.08.20）组件化操作系统设计与实现，设计实现可灵活组合的内核模块，可灵活定制的内核框架，以及基于组合态OS的用户态应用程序。
  • 可选：（完成第二阶段后～2023.08.20）可定制的hypervisor，设计实现可在裸机或Linux中运行的Hypervisor，支持x86/ARM/RISC-V等多种硬件平台。
  • 可选：（完成第二阶段后～2023.08.20）如果有其它有趣的想法或愿意参加更有挑战的训练（比如实现支持Rust协程的OS，支持unikernel&微库形态的OS等），欢迎提出，联系LearningOS开源社区负责人李明老师（微信id：limingth）和助教。

如有兴趣参加，请在2023年04月01日前请在填写训练营报名登记表填写相关个人信息，并加入相关微信群。获得邀请后，将开始参与本次训练营活动。完成本次活动第一阶段（2023.04.01～2023.05.01）的同学如果通过review，将可在2023.05.01～2023.07.01，开展第二阶段OS Kernel supporting Linux Apps实验。训练营结束后，部分表现突出的同学将获得训练营优秀证书。鼓励同学继续以开源社区的方式参与到企业/科研院所的操作系统实习/实践/工作/学习等相关的活动。

我们也在持续探索和改进开源操作系统训练营，即这个活动不仅仅局限在 2022.11.01～2023.02.01。我们希望建立的是一种长期持续发展的操作系统训练营模式，即各种学习资源都开源并整理集中在一起，导师/助教和学生/爱好者之间基于要做的实验或项目不定期/定期的进行交流。学生/爱好者完成了一定程度的学习和训练后，除了自身得到能力的提升外，还可获得相关证书和就业/学习等机会和相关推荐等，推动他在未来的进一步发展。

目标：

培养具有开源思想的合作者，搭建开源合作平台。

探索把现代系统语言Rust和灵活开放的系统结构RISC-V带入到操作系统的架构与设计的创新中来，思考未来的操作系统应该是什么样。

宗旨：

希望本活动的组织，能为操作系统爱好者提供一个活跃的开源社区环境，为对Rust、RISC-V和操作系统感兴趣的人士营造一个平等的学习与交流空间，吸引更多对操作系统感兴趣的人士参与。

相关信息：

第一阶段活动安排

总体学习要求和成绩考核方式

step 0 自学rust编程（大约7~14天）

前提条件： 要求有基本数据结构，算法基础，相对了解或熟悉C语言等编程.

  1. 自学基础知识：阅读书籍/课程/视频等资源汇总

  2. 自学编程

    • 2023春夏季OS训练营--rustling训练（采用Github Classroom模式的Rustling小练习，点击上述链接，形成自己的练习用repo）

      • 要求：必须完成 。完成所有练习后，执行 git add; git commit -m"update"; git push 命令，把更新提交到GithubClassroom的CI进行自动评测。要求小练习全部通过GithubClassroom的CI自动评测。

      • 学习系列视频：Rust中文社群线上学习室--通过 Rustlings 学 Rust

        提示：基于github classroom的开发方式

        基于github classroom，可方便建立开发用的git repository，并可基于github的 codespace（在线版ubuntu +vscode）在线开发使用。整个开发环境仅仅需要一个网络浏览器。

        codespace 不是必须的。如果是本地的ubuntu中建立开发环境，可在shell中执行 make ubuntu_local_setenv 来自动安装配置开发环境（执行需要 sudo root 权限，仅需要执行一次）。

        1. 在网络浏览器中用自己的 github id 登录 github.com。

        2. 接收 Rust-lang Lab Test based on Rustlings 的github classroom在线邀请 ，根据提示一路选择OK即可。

        3. 完成第二步后，你的rustings实验练习 的 github repository 会被自动建立好，点击此github repository的链接，就可看到你要完成的实验了。

        4. 在你的第一个实验练习的网页的中上部可以看到一个醒目的 code 绿色按钮，点击后，可以进一步看到 codespace 标签和醒目的 create codesapce on edu 绿色按钮。请点击这个绿色按钮，就可以进入到在线的ubuntu +vscode环境中

        5. 再按照下面的环境安装提示在vscode的 console 中安装配置开发环境：rustc等工具。

        6. 然后就可以基于在线vscode进行测试 (执行命令 rustlings watch ），编辑代码的循环实验过程了。

        7. 如果使用本地的环境进行rustlings的练习，请按照接下来的步骤进行：首先需要安装一个Linux的环境，对于windows的用户，推荐使用wsl2，也可以使用vmware等虚拟机进行安装。如果在这一步存在问题，请联系助教。

        8. 创建ssh key。在linux环境下，使用ssh-keygen -t rsa -b 4096 -C "你的邮箱"命令，创建ssh key，下面的选项全部直接敲回车即可。 随后使用 cat ~/.ssh/id_rsa.pub 命令查看生成的公钥，并完整的复制下来。 在github仓库界面点击自己的头像，选择settings。进入到设置页面后，点击左侧的SSH and GPG keys选项。点击New SSH key选项，并将复制下来的内容粘贴上去，添加该ssh key的描述。随后点击Add SSH key，并一路点击确认即可。

        9. 在本地安装rust。进入linux环境下，参考rcore 教程 http://rcore-os.cn/rCore-Tutorial-Book-v3/ 中， 第零章操作系统概述，实验环境配置的内容，找到Rust 开发环境配置的章节，相应配置即可，你可以同时将后续需要的环境也配置好。

        10. clone实验仓库到本地。在前面点击链接生成的仓库中，同样点击醒目的 code 绿色按钮，选择local下的ssh选项，复制下面的链接。随后回到本地linux环境下，使用git clone 复制的链接的方式，将目标仓库clone到本地。随后，使用ls命令查看自己clone下来的文件夹，再使用cd命令进入到该文件夹下，使用cargo install --force --path .安装rustlings。

        11. 练习rustlings。使用vscode等编辑器，进入clone下来的目录下的exercises文件夹，依次完成对应的练习。使用rustlings run 练习名称去运行对应练习，也可以使用rustlings hint 练习名称查看题解。

        12. 提交。当做完部分或所有练习之后，执行 git add; git commit -m "update"; git push 命令，把更新提交到GithubClassroom的CI进行自动评测。你可以在github仓库页面的actions页面，看到你的CI提交结果，或者 https://learningos.github.io/rust-rustlings-ranking/ 上面查看自己的评分。

        13. 上述步骤有任何问题都可以找助教。

    • （Option）32 Rust Quizes

      • 要求：小练习全部通过。（非必须完成）

    • （Option）exercisms.io 快速练习(88+道题目的中文详细描述)

step 1 自学risc-v系统结构（大约2~7天）

前提条件：要求有基本计算机组成原理，计算机系统结构基础。

阅读《计算机组成与设计（RISC-V版）》第一、二章，可以在整体结构上对 RISC-V 体系建立基本认知。再进行后面的学习比较有效果。

自学材料和练习要求:

  1. 阅读书籍和在线课程

  2. 其他参考学习信息

    Option的含义是：如果有足够的时间建议看看，否则在后续要用到时或需要查询进一步信息时再查阅这些内容。

  3. 通过要求

    • 掌握RUST编程，理解RISC-V与OS相关的硬件特性（中断，异常，系统调用，寄存器，特权级，MMU...）。

One More Thing：当你看到这，感觉第一阶段还没开始，还在想下一步要干啥时，我们的建议是：Just Do It NOW!