# 2021q1 Homework3 (fibdrv)
contributed by < `Tcc0403` >
[作業要求](https://hackmd.io/@sysprog/linux2022-fibdrv#-%E4%BD%9C%E6%A5%AD%E8%A6%81%E6%B1%82)

## 自我檢查清單

- [ ] 研讀上述 ==Linux 效能分析的提示== 描述，在自己的實體電腦運作 GNU/Linux，做好必要的設定和準備工作 $\to$ 從中也該理解為何不希望在虛擬機器中進行實驗;
- [ ] 研讀上述費氏數列相關材料 (包含論文)，摘錄關鍵手法，並思考 [clz / ctz](https://en.wikipedia.org/wiki/Find_first_set) 一類的指令對 Fibonacci 數運算的幫助。請列出關鍵程式碼並解說
- [ ] 複習 C 語言 [數值系統](https://hackmd.io/@sysprog/c-numerics) 和 [bitwise operation](https://hackmd.io/@sysprog/c-bitwise)，思考 Fibonacci 數快速計算演算法的實作中如何減少乘法運算的成本;
- [ ] 研讀 [KYG-yaya573142 的報告](https://hackmd.io/@KYWeng/rkGdultSU)，指出針對大數運算，有哪些加速運算和縮減記憶體操作成本的舉措？
- [ ] `lsmod` 的輸出結果有一欄名為 `Used by`，這是 "each module's use count and a list of referring modules"，但如何實作出來呢？模組間的相依性和實際使用次數 ([reference counting](https://en.wikipedia.org/wiki/Reference_counting)) 在 Linux 核心如何追蹤呢？
> 搭配閱讀 [The Linux driver implementer’s API guide » Driver Basics](https://www.kernel.org/doc/html/latest/driver-api/basics.html)
- [ ] 注意到 `fibdrv.c` 存在著 `DEFINE_MUTEX`, `mutex_trylock`, `mutex_init`, `mutex_unlock`, `mutex_destroy` 等字樣，什麼場景中會需要呢？撰寫多執行緒的 userspace 程式來測試，觀察 Linux 核心模組若沒用到 mutex，到底會發生什麼問題。嘗試撰寫使用 [POSIX Thread](https://en.wikipedia.org/wiki/POSIX_Threads) 的程式碼來確認。

## 實驗環境

$ lscpu
Architecture:                    x86_64
CPU op-mode(s):                  32-bit, 64-bit
Byte Order:                      Little Endian
Address sizes:                   48 bits physical, 48 bits virtual
CPU(s):                          12
On-line CPU(s) list:             0-11
Thread(s) per core:              2
Core(s) per socket:              6
Socket(s):                       1
NUMA node(s):                    1
Vendor ID:                       AuthenticAMD
CPU family:                      25
Model:                           33
Model name:                      AMD Ryzen 5 5600X 6-Core Processor
Stepping:                        0
Frequency boost:                 enabled
CPU MHz:                         2200.000
CPU max MHz:                     4650.2920
CPU min MHz:                     2200.0000
BogoMIPS:                        7385.92
Virtualization:                  AMD-V
L1d cache:                       192 KiB
L1i cache:                       192 KiB
L2 cache:                        3 MiB
L3 cache:                        32 MiB
NUMA node0 CPU(s):               0-11