Лабораторні

Як це влаштовано

Доріжок дві, і йдуть вони паралельно теорії. На доріжці A ви пишете системний код на C і реалізуєте механізми, про які читали. На доріжці B адмініструєте систему й спостерігаєте ті самі механізми в живій машині.

Одна від одної доріжки не залежать. Можна пройти якусь одну, можна обидві, можна брати роботи вибірково: кожна самодостатня й містить перелік модулів, які треба прочитати перед нею.

Три рівні складності показують глибину, а не порядок проходження. Базовий перевіряє, чи ви зрозуміли механізм. Середній — чи вмієте його застосувати. Просунутий — чи можете виміряти результат і пояснити його.

До кожної роботи є автоперевірка: скрипт, який ганяє ваш розв’язок і каже, що саме не працює. Курс розрахований на самостійне проходження, тому перевірка не повинна залежати від людини, яка загляне у ваш код.

Що потрібно

Вам знадобиться Linux, який не шкода зламати. Частина робіт передбачає розмітку дисків, збирання RAID і доведення системи до аварійного режиму, тож на робочій машині цього робити точно не варто.

Віртуальна машина (рекомендовано)Повний доступ до ядра, дисків і завантажувача. Підходить для всіх тринадцяти робіт.

WSL2Справжнє ядро Linux, придатне для більшості робіт. Не підходить для B1: завантаженням керує Windows.

КонтейнерШвидко для доріжки A, окрім A6. Ядро спільне з господарем, тому B1, B5 і B6 не запрацюють.

Хмарна машинаБудь-який найдешевший інстанс. Для B1 і B5 знадобиться можливість додати диски.

Контейнер ділить ядро з господарем (модуль 17), тому в ньому lsblk і /proc/interrupts покажуть пристрої й переривання господаря, dmesg із perf будуть недоступні, а /sys/firmware/efi не існуватиме взагалі.

Доріжка A працює в контейнері вся, окрім A6: їй потрібен пристрій /dev/fuse, якого в непривілейованому контейнері немає.

З доріжки B у контейнері підуть B2, B3 і B4, останні дві за умови ввімкненої вкладеності. А от B1 із завантаженням, B5 із блоковими пристроями і B6 з лічильниками продуктивності потребують віртуальної машини.

Файли для роботи

Перевірки, заготовки й скрипти встановлення лежать в одному архіві:

curl -fsSL https://os.easy-tech.blog/os-course-labs.tar.gz | tar xz
cd os-course-labs

Далі всі команди зі сторінок робіт виконуються саме з цього каталогу. Якщо потрібен один-єдиний файл, його можна взяти окремо — наприклад https://os.easy-tech.blog/labs/a1-shell/check.sh.

Еталонних розв’язків в архіві немає, і це навмисно.

Готове середовище

В архіві є каталог setup/ з Vagrant-машиною, де вже все є, — щоб не витрачати перший тиждень на «у мене не збирається»:

cd setup && vagrant up && vagrant ssh

Усередині стоять gcc, make, gdb, strace, ltrace, perf, bpftrace, lsof, sysstat, numactl, libfuse3-dev та libcap2-bin, а до машини підключено чотири додаткові диски по 1 ГіБ для B5.

Якщо Vagrant вам не підходить, setup/provision.sh поставить те саме на будь-який свіжий Debian чи Ubuntu:

sudo bash setup/provision.sh

Як перевіряти себе

cd labs/a1-shell
./check.sh ./myshell

Скрипт друкує список перевірок і показує, які з них не пройшли. Оцінок він не виставляє й нікуди нічого не надсилає, це інструмент виключно для вас.

Роботи доріжки B перевіряються інакше, бо там немає програми, яку можна запустити. Кожна з них закінчується переліком тверджень, і кожне з цих тверджень ви маєте вміти підтвердити командою на власній системі.

Роботи

Доріжка A — системне програмування на C

	Робота	Рівень	Спирається на
A1	Власний shell	базовий	3, 6
A2	Симулятор планувальника	базовий	7
A3	Producer–consumer	середній	8, 9
A4	Власний аллокатор	середній	10, 12
A5	Заміщення сторінок	просунутий	11, 12
A6	Файлова система через FUSE	просунутий	15
A7	HTTP-сервер у трьох редакціях	просунутий	13

Доріжка B — адміністрування та інфраструктура

	Робота	Рівень	Спирається на
B1	Встановлення системи	базовий	5
B2	Власний mini-top	базовий	2, 6
B3	cgroups і OOM killer	середній	12, 17
B4	Контейнер руками	середній	16, 17
B5	LVM і RAID	просунутий	14
B6	Профілювання	просунутий	13, 18