实验小项目招新：基于异步协程机制的嵌入式OS内核组件和框架

[chyyuu]

目标：基于异步协程机制的嵌入式OS内核组件和框架
尝试利用Rust异步协程机制来写各种操作系统内核组件，并形成一个操作系统构架。与基于线程机制的操作系统内核进行性能分析与比较。

小任务：

注：2025春夏季OS训练营四阶段同学，请结合自己的兴趣和时间，先选择你觉得适合你的一个小任务（建议从简单的入手），并告知相关助教和老师。

• 给OS训练营的内核组件crate写crate文档和测例，升级rust工具链2025-05-20-nightly，尝试进一步改进crate，使其具有可提交到crates.io网站上的质量，从而帮助更多同学能方便使用各种内核组件，组合出各种形态的内核。
• 给三阶段的oscamp项目添加github CI/CD支持 @yjymosheng
• 扩展三阶段的oscamp项目添加新的unikernel/monolithickernel/hypevisor的tutor例子
• 合并arceos-org的oscamp项目与learningos的oscamp为一个统一的oscamp
• 升级三阶段的oscamp项目，替换其repo中的arceos，直接采用主线的arceos
• 升级三阶段的oscamp项目，替换其repo中的arceos，直接采用OS比赛的arceos
• 升级三阶段的oscamp项目，支持x86-64
• 升级三阶段的oscamp项目，支持aarch64
• 升级三阶段的oscamp项目，支持loongarch64
• 分析embassy os kernel，并对其实时性，安全性进行改进；分析并实现与arceos中各种组件的组合。
• 分析ariel-os，并对其实时性，安全性进行改进；分析并实现与arceos中各种组件的组合。
• 改进/封装ext4（如lwext4等）文件系统crate，改进对应的CI/CD
• 改进/封装tcp/ip(如lwip等）协议栈crate，改进对应的CI/CD
• 改进/封装USB协议栈(如cherryUSB等)crate，改进对应的CI/CD
• 改进同步互斥相关crate，改进对应的CI/CD
• 改进多核支持相关crate，改进对应的CI/CD
• 改进实时调度相关crate，改进对应的CI/CD
• 改进arceos\embassy\ariel中的某个crate，实现/改进对应的CI/CD
• 自己实现一个用户态的协程运行时，要求使用到 io_uring 等机制
• 使用协程来构建内核调度器，增加rCore-tutorial-v3的协程支持能力
• 使用协程来构建内核调度器，增加arceos的协程支持能力

参考资料：

• 基础阶段：学习相关博客

  • 200行实现绿色线程
  • 与协程相关的博客

• 进阶阶段：阅读 tokio 源码和文档并进行实践

  • 参考资料：tokio中文

• 嵌入式异步框架embassy中文文档

• 2024春夏季OS训练营实习：embassy preempt开发总结文档

• 2024秋冬季OS训练营实习总结：异步协程相关1

• 2024秋冬季OS训练营实习总结：异步协程相关2

• embassy os kernel：Embassy is the next-generation framework for embedded applications.

• ariel-os:Ariel OS is an operating system for secure, memory-safe, low-power Internet of Things (IoT). It is based on Rust from the ground up and supports hardware based on 32-bit microcontroller architectures (Cortex-M, RISC-V, and Xtensa).

• 基于异步协程的内核组件与宏内核架构操作系统

注：偏学术研究类

如有兴趣一起来探索，请联系我 yuchen AT tsinghua.edu.cn OR 微信 id chyyuu

[chyyuu]

2024春夏季开源操作系统训练营第三阶段项目六（异步协程操作系统）的推进情况。

注：本项目开始后可能还会再有新学员在完成第二阶段目标后加入本项目，对于这些后加入的学员需要逐一在你加入前布置的任务要求。

20240629-第六周总结报告安排

请各位参加训练营最终报告的同学在这里填写自己的总结报告标题、幻灯片和文档链接。建议的幻灯片内容包括以下内容。

• 第三阶段完成的独立工作；

• 参加训练营的收获和体会；

• 其他你认为必要的分享；

zjp & tyz

• 总结报告标题：《阶段 3 学习总结 + 实现 rCore 异步定时器驱动》

• 最终报告的幻灯片：

  • zjp：https://docs.qq.com/slide/DTG1vc2FKR2xsYmpL

  • tyz：https://zpbup50gwi.feishu.cn/slides/SsYBsgpAqlTFn8dnfPMc5YhMnUf?from=from_copylink

• 将 embassy 异步运行时应用于 rCore 定时器：文档说明 | 仓库代码

  • zjp：【笔记】embassy: integrated-timers 和任务机制

  • tyz：blog/异步os at main · tyz-own/blog (github.com)

• rCore-os Blog ：

  • 2024 春季开源操作系统训练营总结报告 - 第三阶段 - zjp

  • 2024 春季开源操作系统训练营总结报告 - 第三阶段 - tyz

ldq

演示文稿的 Typst 项目仓库地址：summary_of_OS_camp

总结报告标题：《个人工作总结》

wjx

• 最终报告的幻灯片：https://github.com/J1ngxuanWei/rCore-OS-2024Summer/blob/main/Report/%E5%BC%82%E6%AD%A5.pptx

• 总结报告标题：无栈异步OS内核与栈复用的协程抢占

• 代码：https://github.com/J1ngxuanWei/rCore-OS-2024Summer/tree/main/async

• 留下的文档：

  • 去年OS赛异步内核阅读笔记：https://www.jensei.cn/?p=217

  • RUST异步编程与机制实现笔记：https://www.jensenwei.cn/?p=220

  • 从经典同步到无栈异步的内核的开发文档：https://www.jensenwei.cn/?p=221

yzw & slh

• 报告幻灯片:https://uestc.feishu.cn/slides/TH02s7rKelLj0Bd2yBycNs6unCc?from=from_copylink

• 总结报告标题：线程支持的优先级抢占embassy

  • yzw：https://github.com/KMSorSMS/OS-Spring-of-NOTE/tree/master/prj6

  • slh：https://github.com/Air-Suck/Spring-rCore/tree/main/blog

• 项目笔记链接：https://liamy.clovy.top/en/article/OScamp_prj6_task02

• rcore-os Blog:

  • yzw：https://rcore-os.cn/blog/2024/06/30/2024%E6%98%A5%E5%AD%A3%E5%BC%80%E6%BA%90%E6%93%8D%E4%BD%9C%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E8%AE%AD%E7%BB%83%E8%90%A5%E7%AC%AC%E4%B8%89%E9%98%B6%E6%AE%B5%E6%80%BB%E7%BB%93-%E8%A2%81%E5%AD%90%E4%B8%BA/

  • slh：

zd

• 报告的幻灯片：https://docs.qq.com/slide/DWG53YkNCblh1aWlq

• 总结报告标题：RCore OS训练营三阶段总结报告

• 主要内容：完成基于Tokio+reqwest实现爬虫

• 爬虫的仓库：https://gitee.com/taoqi-cat/asyn/tree/master/spider

教室录屏

学习视频：2024年6月29日的课堂

20240622-第五周线上交流安排

zjp

本周工作

• 补充基础知识：反复观看上周讨论的回放视频，把里面提及的新知识全部查一遍并记录下来

  • 【笔记】专业名词集锦

  • 【笔记】专业名词集锦 2

  • 【笔记】专业名词集锦 3

  • 查阅的过程中，我发现我有越来越多的知识漏洞，心情逐渐低落，决定转移关注点

• 研究 embassy-sync 库：这个不需要硬件知识就能理解，对我来说容易学习

  • 【笔记】embassy: sync 关于 zerocopy_channel (SPSC) 和 MPMC Channel，自己编写示例代码（在 embassy-usage 仓库）

# 例子 2：通过运行生产者和消费者两个任务来观察 SPSC
cargo r -p zerocopy-channel
# 例子 3：观察 SPSC 的背压
cargo r -p zerocopy-channel-backpressure
# 例子 4：在非 embassy-executor 运行时，以非 'static 的方式使用 embassy_sync::zerocopy_channel::Channel；
cargo r -p zerocopy-channel-nonstatic

• 【开发日志】embassy： 一些我研究 embassy 库的经验之谈（RA 配置、条件编译、check-cfg）

• 【笔记】green-thread：整合绿色线程代码到单独的仓库；记录 #[naked] 属性

• 其他一些零散的、日常的关于 Rust 的阅读，就不放链接了。最近 Rust 社区开始兴起对引用计数类型进行隐式复制来提高人机工程学的讨论，一天出现两篇涉及它热门文章。

下周计划

上周任务没有完成，下周继续吧...

1. 完善关于embassy timer的分析文档；

2. rCore的定时器中断异步驱动；

wjx

本周工作

• 代码开发使用的是ArceOS，同时引入第三方库smol进行辅助开发。

• 将ArceOS合并process和thread为task，代码产出仓库为：https://github.com/J1ngxuanWei/rCore-OS-2024Summer/tree/main/async

• 对ArceOS将task的执行流抽出来，在内核中显式切换，且采用无栈协程方式，代码产出仓库为：https://github.com/J1ngxuanWei/rCore-OS-2024Summer/tree/main/async

• 对ArceOS，将整个协程的运行时改为异步运行时，后续只需要将async的函数内的函数改为async，将异步向下传染，最终扩到驱动层。

• 比如到了net（TCP的listen或者等待的时候可以异步），那么需要为对应的net结构体实现FUTURE特征，添加poll函数，同时完成yield操作，就实现了从顶层的系统调用到底层的异步。代码仓库为：https://github.com/J1ngxuanWei/rCore-OS-2024Summer/tree/main/async

• 对ArceOS，将执行器executor的调度执行方式改为协程优先级调度，目前还在考虑。

• 因为在注重代码产出，文档一点也没写。。。。

下周计划

• 如果达到了目标，就停止代码开发去写文档。

yzw

本周工作

• 设计了线程运行时的数据结构，初步的搭建了整体的结构，代码库：https://github.com/KMSorSMS/stm32f401_embassy

• 主要是在看embedded rust的写法，有许多细节需要补充学习，还有一些rust的语法也补充学习了，把参考的链接，学习的笔记都汇总到博客链接：https://liamy.clovy.top/en/article/OScamp_prj6_task02#9bbd0d1556ac4b4382221fbd2f16a42d

下周计划

这周刚考完试，做的工作不是太多，下周将线程运行时搭建完成，应该就能直接把executor跑在线程上了

tyz

本周工作

• 主要目的是检查rCore+embassy环境的问题，以及找出对应的解决方案（还是不知道该咋解决，只是知道进入executor的时候有个地方触发了中断到了trap模块开始执行user的内容）（debug期间还发现gdb好像也有bug，进入executor::task模块后会产生一个与断言不相符的bug）

• 继续看embassy的代码、软件包以及相关文档，试图进一步了解掌握embassy（这几周都在忙期末大作业和复习，确实没有投入太多）

• 文本仓库：week5.md

• 代码仓库：tyz-own/rcore-embassy:

下周工作

rCore的定时器中断异步驱动

笔记：blog/异步os at main · tyz-own/blog (github.com)

zd

本周工作

• 学习tokio使用，进展比较慢，练习代码仓库 https://gitee.com/taoqi-cat/asyn

• 目标将将Arceos 网络模块改成异步方式，需要较长时间去完成，预计会超出训练营时间。代码仓库 https://gitee.com/taoqi-cat/arceos

下周工作

用tokio写异步爬虫，完成之后开始修改Arceos代码。

slh

本周工作

由于本周考试比较多，所以仅仅是完成了上周未完成的任务

• 理解embassy运行时&协程执行的全过程。相关笔记：Embassy_learn

下周工作

• 本周专业课考试都结束了，剩余一个星期可以与yzw同学一起搭建线程环境，预计需要五天左右的时间（包括代码修改以及调试）

• 训练营的剩余时间就可以尝试实现一下协程优先级的问题了

• 长久目标：

  • 完成协程的优先级调度

  • 尝试适配RISC-V

课堂视频

• 学习视频：2024年6月22日的课堂

20240615-第四周线上交流安排

zjp

本周工作

• 迁移我的操作系统博客到单独的仓库：（笔记渲染）https://zjp-cn.github.io/os-notes/

  • 将训练营期间修改/编写的代码以 git 子模块形式集成起来（代码子模块放在 gitee 上）

.
├── src (笔记)
├── cortex-m-quickstart (submodule)
├── embassy (submodule)
├── embassy-usage (submodule)
└─┬ rCore-Tutorial-Code-2024S-embassy (submodule)
  ├── user (submodule)
  ├── ...    

• 写笔记/开发日志

  • embassy_time_driver::Driver

  • embassy-usage

  • cortex-m-quickstart 的 qemu 模拟记录：因为想看看 embassy 的 arm 例子的执行情况，所以尝试用模拟器去跑；虽然这个 cortex-m-quickstart 示例顺利跑通了，但 embassy 的例子由于模拟器的问题只是勉强跑通（这部分没记录，只是在微信群里分享了一下，主要基于 QEMU 仿真模拟 STM32F103 开发板 - 超级太阳 - 博客园 这个文章）

• 其他工作

  • 帮助tyz同学搭起 embassy + rCore

• 完成上周任务

  • 向 embassy 提交修复 Waker unsoundness 的 PR

    • embassy#3059: use nightly waker_getters APIs 

    • embassy#3069: minimize cfg code in task_from_waker

  • 在 rCore 中应用 embassy 来定时打印

    • 由于这周家里人生病要照看，没有特别多时间研究这个（因为这个任务比上面的工作更费脑）。下周应该可以解决。

    • 一部分工作是上面我写的 embassy-usage 例子，延续上周通过 raw::Executor 和 __pender 来解决的想法，结合中断处理函数来做

• 总结 PPT：无，没时间写

下周计划

1. 完善关于embassy timer的分析文档；

2. rCore的定时器中断异步驱动；

yzw

本周工作

• 改变一些策略，和队友并行工作，编写文档笔记相互学习：https://liamy.clovy.top/en/article/OScamp_prj6_task02

• 熟悉中断部分编写，跑了支持多优先级的执行器示例，embassy的实现方式是将执行器优先级由中断优先级实现（interrupt executor），原中断的功能取消，改为软件触发，从而实现执行器抢占执行，里面的执行细节记录在：https://liamy.clovy.top/en/article/OScamp_prj6_task02

• 梳理了timer定时器中断的操作流程，主要是对Timer::after_millis等系列延时操作的实现有做了梳理，对embassy_stm32::init(config);细节进行解释，更改了原来示例代码里面的timer时钟频率，这部分放在:https://liamy.clovy.top/en/article/OScamp_prj6_task02#1e7a2c3b90b54ec0b4d891644bffc019

• 和slh共同来写embassy部分的代码笔记，通过他的工作，我学习了embassy执行的完整流程（blinky示例的完整过程），实际上embassy的每个task的实际结构和一个标准的tcb看起来区别就是没有保存对应的栈（因为共用一套），其它代码细节均在https://liamy.clovy.top/en/article/OScamp_prj6_task02#09c148226c39468f886a8c22681fc51b（还未完全完成，slh的工作）

• 开发的代码仓库：https://github.com/KMSorSMS/embassy_learn/tree/master/examples/stm32f401re

下周计划

• 在embassy的下层提供一个线程运行时，将原来embassy的协程部分在线程上运行，线程可以先就时间片轮转的方式进行调度，认为虽然原来embassy 的执行器支持优先级，由中断执行完成抢占过程，但是中断的数量有限，并且这种方式会导致原来中断功能无法使用，想要提供一种更为通用的解决方式。

• 进度会较缓慢，这两周需要主力准备考试

slh

本周工作

• 与yzw同学并行学习以便互相学习，相关笔记（两人笔记共同撰写）：Embassy_learn

• 完成环境配置（相关笔记：环境配置）

  • 实现通过JLink烧录程序：编写了完整的Makefile

  • 实现JLinkGDB图形化调试：通过cortex-debug实现了片上调试（使用JLinkGDBServer+gdb-multiarch做客户端）

  • 实现日志信息的打印：上周并没有实现defmt的日志打印功能，本周在JLink本身支持的RTT上引入了defmt-print实现了日志在终端中的输出

• 理解embassy源代码（与yzw同学并行开发）：这也是本周的主要工作，主要是通过熟悉embassy中blinky的全过程。通过调试代码我了解到了embassy中有关执行器调度的大部分内容（目前还未完成）。基于这些知识，我们后续可以更轻松地仿照embassy实现一个不基于中断优先级而基于线程优先级的运行时。

  • 相关笔记：Embassy_learn

• 关于协程优先级的讨论：为协程准备若干个堆栈（并不一定数量对等），当协程因当前协程让权而调度的话，则复用堆栈；如果协程抢占当前协程的话，则从堆栈池中选取新堆栈并运行。

下周计划

接下来的计划主要是与yzw同学共同开发

• 阅读yzw同学撰写的笔记，了解embassy中的中断（主要是时钟中断），以及基于中断优先级的执行器调度

• 实现一个基于线程优先级而不是中断优先级的运行时，以实现协程的随时切换功能

• 在完成了基于线程优先级的运行时之后，尝试实现一些异步的驱动，如串口、文件等。

wjx

本周工作

• 确定了开发的具体的细节，为ArceOS添加对应的异步部分，使用隔壁项目二的版本，但是遇到的问题是需要改的东西很多，甚至是需要从底层的很多部分需要重构。

• 在Embassy之外，我个人阅读了很多的异步库，但是因为本身Embassy是一个残缺的内核，在内核编写中基本不太可能使用Embassy等库进行编写，因此要求需要自己根据目标OS设计，并实现如FUTURE和EXEC等部分。相比Embassy，我个人更偏向于移植smol的异步库，它相比Embassy更顶层一点，且充分解耦合，比较容易移植，仓库为：https://github.com/smol-rs/smol

• 目前在做的是仿照smol抽象一个future出来，目前已经实现的事不去动线程task，额外开一个task去作为future来执行，但是目前在如何让创建出的task去执行对应future的部分遇到了一定的困难，代码的仓库在：https://github.com/J1ngxuanWei/rCore-OS-2024Summer/tree/main/async

• 研读了去年内核特等奖的异步实现，它的实现是将线程task(它是无栈协程，且进程和线程一体化了)直接抽象成future，线程的执行和状态切换就是对应的future操作，预计尝试上面的操作到周日，如果仍然没有解决就大动task，将线程直接作为future去操作。

• 因为代码还没成功跑起来，所以没有去整理一套文档出来，只有一点开发中的记录板，，就不放出来了。

下周计划

• 实现FUTURE和EXEC部分，可以先异步一层函数，先跑起来再去往底层一层层的改。

• 如果能跑起来，就整理出开发的文档，详细记录怎样去抽象FUTURE，将同步的向异步改造的过程。

cyh

本周工作

• 本周尝试了把embassy引入rcore

  • 记录代码和存在的问题：在rCore引入embassy

  • 完整代码：https://github.com/LearningOS/2024s-rcore-Easter1995/tree/ch1-dev

  • 结果是没有运行得起来，报错和代码都记录在了博客里。感觉对内核的运行机制、异步的实现、embassy的使用方法都还是有点晕，以及对出现的报错也不太了解，导致对代码无从下手。

下周计划

继续尝试...但下周每两天有次考试可能时间有些紧

yzw

本周工作

• 阅读了向老师给的两篇文档，一篇是常见的WebServer测试（这篇文档比较久远了），另外一篇在不同语言的性能比对的综述性质的博客（并给出了自己的翻译：Rust，Go，Swift性能和并发性的不同之处）发在知乎上面了。此外自己也找了一些相关的文章来看……越看越看不懂了

• 继续完善自己仓库的代码，添加了之前没有做完的C++的部分：性能测试相关

下周计划

• 与之前一样，继续这方面的工作，感觉有些困惑，没有很清楚自己要具体做什么……

是比对现有的WebServer（这些成熟的WebServer除了异步之外肯定有其他的考量之处），还是比对不同语言的异步IO性能（那具体如何实现，我目前是自己实现的小型WebServer，这种demo式的比对是否客观呢？）

• 继续完善自己的文档相关

ldq

本周工作

尝试在 QEMU 上运行 Embassy 程序。尝试了很多东西，但大部分是一些失败的示例，不过也算是摸清了一些门道。

• 工作的简单记录：《使用 QEMU 运行 Embassy 示例》

• 工作的简单总结：《基于 QEMU 使用 Embassy》

• 一些其它的总结：《目标文件处理工具》

下周计划

1. 继续任务一，继续完善知识和文档整理。

交流视频

• 线上交流的腾讯会议视频回放

20240608-同学们选择的项目目标

基于今天的交流，我认为，经过三周的学习，多数同学已完成异步编程相关的知识积累。后续我们转入异步OS和驱动的实现阶段，现将同学们在训练营第三阶段的目标描述成如下四个任务。

1. 异步通信性能比较，写文档：yzw；

2. 在rCore引入异步，写驱动：zjp；tyz；cyh

3. 在ArceOS引入异步，写驱动；lrc；wjx；zd

4. 在真实板子上写有优先级支持的embassy的驱动；yzw，slh

5. 在QEMU上写embassy的驱动：ldq；

20240608-第三周线上交流安排

本周的训练营项目六在（6月8号）下午3点安排线上进行。请各位学员在交流会前在石墨文档 https://shimo.im/docs/KlkKvegZoeudw7qd 中通报本周进展，并准时参加交流。如有时间冲突的，可联络我进行简要的讨论。

姓名：zjp

本周工作

• 主要在研究 embassy-executor 的 API 和源代码

  • 我做的关于它的 API 笔记：embassy：TaskStorage 笔记

• 学习 embassy std 例子时，使用 Miri 碰到 UB 和 ICE

  • 报告 ICE 给 Miri：ICE due to overflow when using a large timeout with futexes

  • 在造成 UB 的 critical-section 仓库下留言，提供更多信息：Mitigate Miri violation

• 其他阅读

  • 阅读 async-uart-driver 源代码：由于不具备串口知识，串口的代码暂时无法看懂，需要补充串口知识才能继续

  • 阅读（浏览）别人的 embassy 笔记

    • 赵方亮：embassy 学习笔记

    • 林晨：Embassy 学习文档

• 完成上周任务

  • 用户态协程（爬虫）

  • 在 rCore 中应用 embassy 来定时打印

    • 在 ch1 使用 embassy 不难，因为还没有出现控制流切换和中断

    • 在 ch2 使用 embassy 被难住了，因为不能直接把 batch::run_next_app()、trap_handler 之类的函数从同步改成异步，可能是因为异步上下文在换栈或者改变指令流时，需要被特殊处理，这涉及修改汇编，我不熟（此外，我怀疑要使用 raw::Executor 和 __pender 函数来处理中断这些同步逻辑，下周会调查一下）

• 总结 PPT：https://docs.qq.com/slide/DTHpYQ05HdGZwWUZv

下周计划

1. 完善embassy-executor的waker_getters的潜在麻烦；

姓名：yzw

本周工作

• 读完了整个embassy book（原文: https://embassy.dev/book/#_introduction），以及笔记记录：https://liamy.clovy.top/article/OScamp_prj6_task01

• 跑了blinky测试（异步点灯，通过时钟中断唤醒，defmt打印输出）

• 将涉及到的坑点汇总到博客:https://liamy.clovy.top/en/article/OScamp_prj6_trouple-shooting(简单总结: probe.rs不太成熟，用它调试在真机上会捕获不到断点，通过openocd做gdb server，gdb-multiarch做cli调试比较好，以及中间搭建执行环境会遇到一些小问题，还有配置vscode的debug部分也有一些注意事项)

• 配置了整个项目的框架，主要包含有：完整的makefile：仿照rcore的模式进行了命令行gdb的调试模式支持，部分自动化的获取项目信息以及rtt信息等（个别内容还需要移动的时候手动配置）图形化vscode调试配置：支持probe.rs以及cortex-debug两种方式，但是这里推荐使用cortex-debug(选用openocd作为gdbserver，搭配gdb-multiarch)svd文件添加，支持peripheral的图形化查看烧录支持：增加openocd烧录方式提高速度（大约4倍）openocd的rtt配置：搭配defmt显示调试信息，以前需要手动写usart串口仓库链接：https://github.com/KMSorSMS/stm32f401_embassy

• 写了时钟树配置，适配自己板子的时钟频率到84Mhz(原来只有16Mhz的HSI，同时将TIM计时设置为48Mhz（依赖于feature条件编译，由embassy提供）)

• 掌握了部分PAC的写法，了解了embassy的HAL库设计，移除原来memory.x的feature依赖改为自己写的memoy.x

• 便于调试的包含embassy源码的仓库：https://github.com/KMSorSMS/embassy_learn.git

下周计划

打算学习embassy-stm32外设的异步操作实现，以及embassy executor的代码深入阅读，想法是debug来边看边学，目前没有找到有讲解它代码的文档，应该就是从代码入手，调试着看。有个后续展望是将我们自己的四轴飞行器原来使用的UCOSII移植的操作系统更换为embassy异步框架，同样实现HMC、MPU6050以及蓝牙模块的外设，改为异步处理。

开完会后，计划先从pac入手，将UCOSII的线程部分移植过来，准备实现能够被断的异步(协程)，认为必须在有线程的存在下才能实现这个事情。

姓名：ldq

本周工作

很惭愧本周只有一两天时间投入到这项工作中，没有做太多事情。

• 粗略看完了 Embassy Book，感觉好像没有学到什么新内容……

• 运行了 embassy 仓库中的 std examples，了解了其基本使用；

• 尝试用 qemu 运行 embassy 仓库中的其它 examples。

下周计划

庆幸的是，下周开始其它事情基本告一段落了，可以投入更多时间和精力到这项工作中。

• 准备着手干基于QEMU的任务一；

• 整理和完善笔记和博客内容：本地杂乱地记录了一些内容，博客上之前有的内容也有待完善和添加好的示例，希望能把这些内容都连缀起来，清晰一些。

姓名：tyz

本周工作

惭愧加一，本周一直在忙着复习，可能这几周都会围着复习转。。。

• 运行了一下embassy 仓库中 example 中的部分样例 （nrf没有板子，跑不起来，std可以跑）

• 用户态异步爬虫（记录了一些问题与样例）

• 在rcore中使用embassy（进行中。。。==一直报错）

下周计划

继续异步系统调用

姓名：yzw

本周工作

• 看了一些性能测试相关的资料（Stanford高级操作系统的课程Lab文档——Rust下的绿色线程）

• 自己设计了一个简要的性能测试场景，并编写了对应的Rust实现（基于tokio）和C++实现（还没调试好，基于libco）主要是对C++不太熟悉。

测试场景为M：N个协程，各自维护消息队列，发送不同类型的消息。

下周计划

这部分也是最终的规划了……打算把这个性能测试的工作做到训练营结束，预期的工作主要有以下几点

• 输出一份文档（进程，线程和协程之间的理解 尽可能有图…… 写完之后开个博客放上去吧

• 不同语言对于协程/异步编程的支持，主要还是Rust和C++，提供简单的测试场景的代码实现，以及图片（更加直观一些，把数据收集起来就能画）。如果学有余力也可以提供其他语言的

• 期间遇到的英文文档或资料 如果有价值的可以翻译为中文（当然这建立在一个整体理解之上

如果方向上有失偏颇（主要是代码部分）可能后续还会做一定的调整，进展会放在性能测试相关

姓名：slh

本周工作

• 看了Embassy的部分内容（苦于环境配置看的比较慢。。。）

• 跟着Embassy中的示例构建了一个自己的嵌入式项目并在STM32F401Re真机上实现了点灯

• 笔记部分：https://github.com/Air-Suck/Spring-rCore/tree/main/note

下周计划

先把Embassy看完，然后尝试自己写一个异步的驱动程序

姓名：cyh

本周工作

• 看了Embassy的文档

• 运行了examples里面的std样例，了解了基本语法

  • 关于executor、spawner的学习记录

  • RUST future学习记录

下周计划

看一下怎么把embassy引入到rcore

姓名：wjx

本周工作

最近在忙学校里的事情，没有做太多的实践，更多是读一部分文档和构思后续的开发过程的设计，预计的使用的OS为ArceOS

• 学习rust的异步的部分，以及一些使用。

• 看一些给出的如用户态中断等的资料

• 在补隔壁的项目二的宏内核的ArceOS的代码，熟悉开发

下周计划

准备开始写代码开发

姓名：zd

本周工作

在阅读完200行之后对异步理解不够深入，参照rust圣经对tokio和mini-redis进行练习

下周计划

编写异步爬虫，学习embassy

20240602-第二周线上交流

由于周六安排了学术报告，本周的训练营项目六交流改到在周日（6月2号）下午3点。请各位学员在交流会前在石墨文档中通报本周进展，并准时参加交流。如有时间冲突的，可联络我进行简要的讨论。

姓名：zjp

本周工作

• 观看上周所有的视频资料

  • 向勇：并发与处理器、操作系统和编程语言

  • 徐启航：RISC-V平台的异步、多核的模块化操作系统UMI技术报告

  • 尤予阳：软硬协同的用户态中断机制研究

  • 田凯夫：RISC-V 用户态中断扩展设计与实现

  • 陈林峰：Alien OS报告

• 观看本周六的 异步操作系统学术报告

  • 赵方亮：操作系统中的异步与任务调度机制研究

  • 廖东海：ReL4：基于用户态中断的高性能异步微内核设计与实现

• 学习 rCore-N 共享调度器项目代码

• 调整学习心态

• 总结：https://docs.qq.com/slide/DTFNkQ0hwaHp2TkxW

下周计划

仔细研究一些项目代码

• rCore-N 共享调度器

  • 重点：多核调度、任务调度

  • 如果可能的话，想解决任务调度中 CPU 浪费的问题（通过 wfi 指令或者 sbi_hart_suspend 调用之类的）：当前代码没有实现 CPU 挂起，导致没有任务时让 CPU 空转，意味着，运行一个 rCore-N 需要物理机器大于 4 核才能正常工作；如果在无任务时暂停 CPU ，有任务时恢复 CPU，降低每个物理 CPU 使用率，那么在低于 4 核的机器上就能让 rCore-N 运行起来。

• 徐启航 UMI 操作系统（重点异步任务调度部分）

姓名：tyz

本周工作

• 观看视频资料

  • 向勇：并发与处理器、操作系统和编程语言

  • 徐启航：RISC-V平台的异步、多核的模块化操作系统UMI技术报告

• 观看本周六的 异步操作系统学术报告

• 探索线程和协程的性能

• 阅读《下一代嵌入式应用框架 Embassy》

• 看了下上届杨凯豪-lighkLife同学github里的学习日志和串口异步驱动“串口异步驱动（应该是在ch9或者ch9-async）”（异步驱动没运行起来，可能是我的环境问题，正在检查）

• 本周总结：week2

下周计划

• 有点晕，不知道该咋写异步系统调用，暂时还没有计划，先把本周还没结束的弄完吧，接下来的目标依旧是异步系统调用

姓名：yzw

本周工作

• 视频看了：

  • 向勇：并发与处理器、操作系统和编程语言

  • 田凯夫：RISC-V 用户态中断扩展设计与实现

• 看完了200行future

• 看完了异步web server示例too-many-web-servers收获挺大的,200行里面对于async和await编译器的内容没有展开给出代码实现，而这里面给出的实现很好，并且原来future是自己有不需要async和await使用and_then和map作为combinator从而实现异步编写的（要是200行写了这个就好了，对我而言帮助很大）。这部分记录了笔记（主要是勾画原文，以及对async server的版本画出了完整的流程图：分享到链接：https://liamy.clovy.top/article/OScamp_prj6_pre03）

• 将200行和web server里面的代码汇总（我学习的部分，去掉了一些对我自己不是很重要的示例）,汇总到github仓库（可以直接运行）：https://github.com/KMSorSMS/OS-Spring-of-NOTE/tree/prj6/prj6/exRust

下周计划

• 想去接着研究嵌入式环境下的异步实现，动手能改动原来的同步系统调用为异步

• 鉴于下周的期末考试，可能进度会变得慢一些

姓名：ldq

本周工作

本来计划按照向老师上周交流中提出的建议，自己动手写一写 Rust 异步编程和 Embassy 的代码，但只完成了一小半的内容，因为由于临近毕业答辩琐事增多，以及发烧了两天。

• 开始想自己写一个小的 runtime，感觉基本思路没问题，但个人Rust能力欠缺，和编译器斗争一番后半途放弃。

• 回头看 200行代码讲透RUST FUTURES 和 too-many-web-servers 中给出的完整代码示例，发现前者没有实现执行多个 Future 的执行器（原文作为练习内容给出），后者的 Waker 比较简陋，两者实现可以互补。考虑基于他们的代码修改，选择将后者的 Waker 和 Future 修改成标准库中给出的形式（关于运行时的部分基本修改完成，但是其自身的 Future poll 逻辑也需要一并修改才能通过编译，很折磨）。

• 稍微完善了个人博客中 Rust 异步编程的内容。

下周计划

• 学习 Embassy，写代码

• 完善资料整理，笔记

姓名：cyh

本周工作

• 视频资料：

  • 向勇：并发与处理器、操作系统和编程语言

• 看完了通过迭代WebServer逐步深入Rust异步编程，并跟着文档教程运行了代码

• 学习笔记：Rust异步编程

下周计划

• 学习Embassy

姓名：yzw

本周工作

本周的工作较为杂乱，没有体现出一个循序渐进的过程（低情商：东看西看）

• 阅读了飓风内核的文档和其共享调度器相关的源代码

• 按照Rust语言圣经中的教程用多线程方式实现了一个WebServer（主要是跟着做

• 自己尝试再做了一次多线程的WebServer，再调tokio库实现了一个异步的WebServer，并进行了性能的对比（较为粗糙

• 还有一些零散的，比如我为了想看看zfl学长的调度器，想跑起来Rcore-N，试了几个小时也是未遂，尝试过程

下周计划

• 继续完善自己做的异步WebServer（并且系统的比较其和多线程之间的性能差异

• 性能比对完毕之后想再尝试一下绿色线程和异步的性能比对

以上都是为了熟悉rust本身，以及对异步有个体会。下面的是长远的计划

• 共享调度器（重点是异步和任务调度机制）

• 尝试模仿飓风内核和zfl学长的共享调度器实现（没有RISC-N拓展支持的寄存器情况下思路可能需要修改

• 迁移到其他的kernel中（原定是Alien OS……）

姓名：slh

本周工作

• 看完了200行。相关笔记比较杂乱：https://github.com/Air-Suck/Spring-rCore/tree/note/note

下周计划

• 学习一下embassy，研究一下嵌入式系统中的异步

姓名：csj

本周工作

• 阅读了《200行讲清future》，仔细分析了一下代码

• 观看了给出的和用户态中断以及os实现赛有关的分享视频

• 大致学习了一下他们的os作品。

下周计划

• 可以更深入的学习一下分享的OS作品

• 学习一下embassy

• 明确第三阶段的任务

姓名：wjx（请假了）

本周工作

• 阅读《200行讲清future》，部分上手实践

• 研究ArceOS，准备将这个os作为开发的内核

下周计划

• 学习一下embassy

• 尝试开始开发

20240528-开发日志建议和回应

为方便形成一个互助的学习环境，我想建议项目六的同学们能积极写开发日志，分享自己踩过的坑，以减少大家重复踏入同一个坑的可能。有响应这个建议的同学，请接龙回复。谢谢！

• zjp：【开发日志】rCore-N (共享调度器 fork) 搭建和踩坑

• yzw：rust-embassy-trouble_shooting

20240525-第一次线上交流情况

今天交流会的回放视频。

下一步的项目目标建议如下。每位同学依据自己的情况进行选择，如果这些目标都不适合你，也可以与老师协商自选目标。

1. 写文档或翻译文档；

2. 更新200行Future的代码，以在Linux、MacOS和Windows中可以运行；

3. 在内核中用future写示例，以在QEMU或多种开发板上运行；

4. 比较green thread和future的并发性能；

5. 选一种外设，写驱动；然后改成

6. 写异步的web server；

目前已确定的项目协调人安排如下。

• zjp（调度器）

• ldq（异步驱动）

• yzw（异步系统调用）

• zd（文档）

下周六的交流安排如下。

• 下周六（6月1号）下午3点：赵方亮报告他的共享调度器进展；

20240524-第一次线上交流安排

很高兴有11位学员选择了参加开源操作系统训练营第三阶段的项目六。现安排本周六（25号）下午3点的第一次AsyncOS项目的线上讨论。线上讨论教室进入方法：“课程签到 - 登录 - 进入教室”。

为方便讨论，请各位学员讨论前回复自己进展情况，并参加明天的讨论。

姓名：zjp

第三阶段项目目标

更深入地研究 Rust 异步与异步操作系统的结合。

本周工作

学习异步 Rust 的 Future

• 阅读《200 行代码讲透 Rust Futures》（除了开头和结束的代码有亮点之外，其余内容可读性较差，尤其关于 Pin 的描写太过啰嗦、许多代码已经过时不可直接编译)

  • 学习 Future 应该从官方材料开始：RFC 2394: async/await、RFC: 2592 futures 和 Asynchronous Programming in Rust （任何时候都值得精读）

• 阅读《通过迭代 WebServer 逐步深入 Rust 异步编程》（我觉得这个比上面 200 行讲透 Futures 的资料好，是杨杰老师翻译的）

• 《The Waker API I: what does a waker do?》

本周学习总结：https://docs.qq.com/slide/DTE5Ta2FXZ1NjSldN

下周计划

开始学习老师给的操作系统方面的资料。

姓名：ldq

第三阶段项目目标

学习异步编程，准备完成任务一改造异步驱动

本周工作

学习了异步编程的基本概念，Rust 异步编程的基本概念和模型，尝试写了写一些公开学习资料中给出的示例项目

下周计划

学习驱动知识，Embassy库的使用

姓名：yzw

第三阶段项目目标

学习异步编程，结合嵌入式系统了解其应用

本周工作

学习200行讲解rust，查阅原文Futures Explained in 200 Lines of Rust整理笔记（目前只看到一半因为还看了原文的一些bonus部分），中间还学习了trait涉及到的动态分发的内容，但是有些疑惑还没有完全解决，来自exploring-dynamic-dispatch-in-rust

笔记：https://liamy.clovy.top/article/OScamp_prj6_pre01

下周计划

推进200行学习，提升速度，再着手把embassy文档看了

姓名：wjx

第三阶段项目目标

学习RUST语言中对于异步的设计，探索更多对异步驱动和系统的实现

本周工作

看完了参考资料的视频，在读200行讲解FUTURE的部分，在搜集关于Embassy的更多资料来学习。

笔记：https://github.com/J1ngxuanWei/rCore-OS-2024Summer/tree/main/asyn

下周计划

把资料看完，同时尝试看看能不能结合ArceOS来做点工作和探索(这可能也是远期目标)

姓名：slh

第三阶段项目目标

学习Rust的异步编程知识，并详细了解嵌入式系统中的异步编程

本周工作

主要学习《200 行代码讲透 Rust Futures》并做了一些相关的笔记，目前只看到第四章唤醒器部分（因为在中间被一些细节卡了很久），并根据唤醒器的实现对Rust中的trait有了更深的了解

笔记：https://github.com/Air-Suck/Spring-rCore/tree/stage3/note

下周计划

加快学习速度，将200行看完并开始学习Embassy

姓名：tyz

第三阶段项目目标

学习并深入了解异步os

本周工作

学习rust的Future，简单了解Embassy

• 阅读《200行代码讲透Rust Futures :: steven的个人博客 (stevenbai.top)》

• 阅读《底层探秘: Future 执行与任务调度 - Rust语言圣经(Rust Course)》

笔记：blog/异步os/RUST FUTURES.md at main · tyz-own/blog (github.com)

下周计划

学习Embassy，进一步了解Future的相关机制与实现

姓名：cyh

第三阶段项目目标

了解异步编程的实现原理

本周工作

• 阅读了一节《200行代码讲透Rust Futures》

• 对于异步的概念有了初步的了解

笔记：200行Rust Futures第一节的学习笔记

下周计划

继续阅读文档并学习rust的Future的实现

姓名：yzw

第三阶段项目目标

学习RUST异步编程的相关知识，并尝试在已有的rcore或其他OS上进行异步相关的探索

本周工作

• 观看了向勇老师的OS专题训练课程录屏（比较关注的是Alien OS报告以及软硬协同的用户态中断

• 阅读了《200行讲透RUST Future》，并做了相关笔记。简单的运行了一下（他给的示例只有两个Future，后续可以改一下多试一下。

• 阅读了《Rust语言圣经》对于Future的讲解 其实感觉比《200行》更好一点

• Embassy文档草草的阅读了一遍（不知道算不算读懂了，里面有很多细节的内容我感觉不实操是很难get到的，比如PAC部分对寄存器的直接操作这种）想运行一下 但是没找到相关的示例

下周计划

巩固前面学的内容……准备在任务一上做一些探索

具体想法现在有两个

第一个是对Alien OS或者相关的组件化OS（Starry也可以）做一些探索，尝试在上面实现异步

第二个是希望能够翻译一些RUST的技术文档（主要是考虑到自己的能力别干了一天活都是负反馈就是了……

姓名：zty

第三阶段项目目标

学习和了解异步编程的如何实现系统移植，准备完成任务一移植系统

本周工作

阅读了两节《200行代码讲透Rust Futures》和下一代嵌入式应用框架 Embassy，看了向勇老师录制的视频

学习笔记链接：nusakom/nusakom-s-blog (github.com)

下周计划

继续把未看完的文档和视频看完

姓名：lrc

第三阶段项目目标

学习并实现用户态中断，实现异步系统调用。

本周工作

学习了Rust相关基础异步编程并写demo。

下周计划

复现郑友捷Starry-OS正常运行在田凯夫工作的模拟器上。

问题描述

编译田凯夫项目https://github.com/U-interrupt/qemu，编译命令（已clone了项目的dev分支并cd到了项目根目录）：

cd qemu/

mkdir build && cd build

../configure --prefix=xxx/qemu-install --target-list=riscv64-softmmu --disable-werror

make -j$(nproc)

部分地方因为Warning也会无法通过编译，故使用了--disable-werror选项。

在make时报错如下：

../ebpf/ebpf_rss.c: In function ‘ebpf_rss_load’:

../ebpf/ebpf_rss.c:52:5: error: implicit declaration of function ‘bpf_program__set_socket_filter’; did you mean ‘bpf_program__attach_netfilter’? [-Wimplicit-function-declaration]

   52 |     bpf_program__set_socket_filter(rss_bpf_ctx->progs.tun_rss_steering_prog);

      |     ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

      |     bpf_program__attach_netfilter

../ebpf/ebpf_rss.c:52:5: warning: nested extern declaration of ‘bpf_program__set_socket_filter’ [-Wnested-externs]

导致项目无法通过编译。

姓名：zd

第三阶段项目目标

学习异步编程思想，实现异步系统调用

本周工作

阅读200行和Embassy，看学习视频

下周计划

20240519-参考文献

• 郑友捷 starry的syscall层抽象

20240519-第三阶段启动

请选择项目六的学员在这里回复自己的姓名、github ID和自己的项目仓库链接，然后开始依据今天第三阶段启动会上的幻灯片，开始学习Rust的异步编程，并在自己的仓库中写学习笔记。本周六（25号）下午3点进行第一次项目六的交流，交流内容是自己对异步编程的理解和自己在第三阶段想达成的目标。

本周任务

1. 请参与本项目的同学按姓名加github id的格式在项目微信群中实名，以方便交流。

学员信息收集

姓名	github ID	仓库链接
zjp	zjp-CN	https://zjp-cn.github.io/os-notes
ldq	ldq3	https://ldq3.github.io
yzw	vvw12345	https://github.com/vvw12345/my_OScamps_blog
wjx	J1ngxuanWei	https://github.com/J1ngxuanWei/rCore-OS-2024Summer
zty	nusakom	https://github.com/nusakom/nusakom-s-blog
yzw	KMSorSMS	https://liamy.clovy.top/category/2024%E6%98%A5%E5%A4%8FOS%E8%AE%AD%E7%BB%83%E8%90%A5
csj	csjgg	https://github.com/csjgg/OS_blogs
tyz	tyz-own	https://github.com/tyz-own/blog
slh	Air-Suck	https://github.com/Air-Suck/Spring-rCore
lrc	xforcevesa	https://github.com/xforcevesa/
cyh	Easter1995	https://github.com/Easter1995/OS-Camp-Notes
zd	z071230116	https://github.com/z071230116

本周学习建议

视频：

• 向勇：并发与处理器、操作系统和编程语言

• 徐启航：RISC-V平台的异步、多核的模块化操作系统UMI技术报告

• 尤予阳：软硬协同的用户态中断机制研究

• 田凯夫：RISC-V 用户态中断扩展设计与实现

• 陈林峰：Alien OS报告

文档：

• 下一代嵌入式应用框架 Embassy

• 协程的实现(200行代码讲透RUST FUTURES & 英文版)

  • 两百行Rust代码解析绿色线程原理（五）附录：支持 Windows (中文 | 英文 )

  • zjp的笔记：绿色线程

• 上一届训练营的第三阶段项目日志

• 通过迭代 WebServer 逐步深入 Rust 异步编程

• Rust语言圣经（中文版）：底层探秘: Future 执行与任务调度

• Rust 官方异步资料

  • RFC 2394: async/await

  • RFC 2592: futures

  • Asynchronous Programming in Rust

• d1-pac记录及星光2基础库开发参考：贺锟鹏写的PAC帮助文档；

  • 星光2的PAC

  • 星光2的HAL

异步操作系统内核模块：

• 赵方亮：embassy-priority

• 林晨：async-uart-driver