# 2024q1 Homework5 (assessment)
contributed by < [MathewSu-001](https://github.com/MathewSu-001) >
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注意書寫規範！
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## 閱讀〈[因為自動飲料機而延畢的那一年](https://blog.opasschang.com/the-story-of-auto-beverage-machine-1/)〉
>紀錄閱讀〈因為自動飲料機而延畢的那一年〉的啟發，特別在學習本課程 5 週之後的感想，應具體描述你在課堂、課後創作，和觀摩其他學員的成果時，理解到系統軟體的開發態度、對細節的重視，以及理論和實務的融會貫通。
看完這篇的感觸就是，這根本就是我大四畢業專題的坎坷路程。
成大系統系的畢業專題就是，打造一艘無人船並且完成指定任務，我被分配到的工作就是，識別數字閘門並且行經它。很喜歡文章作者的一段話
>硬體設計就是不斷的重複「設計、製造、修正」的循環，想像中的設計會經過有誤差的方式被製造出來，製造出來的產品在現實中運作的效果不如預期，找到問題的根源後再重新修正，機械設計就是重複這樣的循環。只有把東西生出來做實驗，你才會知道該如何改進。
沒有實際將船放入水中作測試，根本不會知道船體搖晃程度會影響到識別結果；也不會知道水中倒影也會影響到識別；甚至 LED 光板也會影響到成果。
這也證實了老師一直強調的一件事，留意各式細節，唯有重視小處並步步為營，方可挑戰原始程式碼規模超越三千七百萬行的 Linux 核心。如果沒有將所有細節都考慮進去的話，那麼<s>實做</s> 出來的結果只是一團亂而已。
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「實作」
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## 簡述想投入的專案
>參照 [2023 年期末專題](https://hackmd.io/@sysprog/linux2023-projects)，簡述你想投入的專案 (亦可建立新專案)，至少選出 (或訂出) 二個。
1. 作業3 [ttt](https://hackmd.io/@sysprog/linux2024-ttt#M03-ttt) 來不及做，想要將該作業完成。
2. [透過 Netfilter 自動過濾廣告](https://hackmd.io/@sysprog/linux2023-projects#%E9%80%8F%E9%81%8E-Netfilter-%E8%87%AA%E5%8B%95%E9%81%8E%E6%BF%BE%E5%BB%A3%E5%91%8A)
>儘管我們可在網頁瀏覽器中透過像是 AdBlock 這類的 extension 來過濾廣告，但需要額外的設定和佔用更多系統資源，倘若我們能透過 [netfilter](https://www.netfilter.org/)，直接在核心層級過濾網路廣告，那所有應用程式都有機會受益。
- 參考資訊:
- [How to drop 10 million packets per second](https://blog.cloudflare.com/how-to-drop-10-million-packets/)
- [Use the iptables firewall to block ads on your Linux machine](https://www.securitronlinux.com/debian-testing/use-the-iptables-firewall-to-block-ads-on-your-linux-machine/)
- [nBlock](https://github.com/notracking/nBlock)
- [2020 年開發紀錄](https://hackmd.io/@ZhuMon/2020q1_final_project)
- 執行人: ItisCaleb → [開發紀錄](https://hackmd.io/@sysprog/BJb0NRYH3)
3. [紅黑樹實作改進](https://hackmd.io/@sysprog/linux2023-projects#%E7%B4%85%E9%BB%91%E6%A8%B9%E5%AF%A6%E4%BD%9C%E6%94%B9%E9%80%B2)
>重做[第 3 週測驗題](https://hackmd.io/@sysprog/linux2023-quiz3) 的測驗一及[第 4 週測驗題](https://hackmd.io/@sysprog/linux2023-quiz4)的測驗一，彙整其他學員的成果，連同延伸問題
- 執行人: koty6069 → [開發紀錄](https://hackmd.io/@sysprog/ryDD1HgS3)
- 執行人: LiChiiiii → [開發紀錄](https://hackmd.io/@sysprog/rJbMiW3S3)
- 執行人: EdwardCKC → [開發紀錄](https://hackmd.io/@sysprog/Sy7jXmnrh)
TODO: 針對定點數開平方根程式碼 (`fixed_sqrt`)，提出其有效輸入的最大值並檢驗
> 注意 MSB
在查閱了 [__builtin_clz(x)](https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Other-Builtins.html) 的描述後發現，其內容是這麼寫道：
>**Built-in Function: int __builtin_clz (unsigned int x)**
>Returns the number of leading 0-bits in x, starting at the most significant bit position. If x is 0, the result is undefined.
也就是說他在傳入值時，已經將 x 的資料型態轉換為 `unsigned` ，只有 32 位元。當與老師進行討論時，老師特地要我檢查超過 $2^{16}$ 的數值也能夠理解了。
我在作業三[浮點數轉換成定點數](https://hackmd.io/@sushake/linux2024-homework1#%E4%BD%BF%E7%94%A8-MCTS-%E6%BC%94%E7%AE%97%E6%B3%95%EF%BC%8C%E7%A2%BA%E4%BF%9D%E4%BD%BF%E7%94%A8%E5%AE%9A%E9%BB%9E%E6%95%B8%E4%BE%86%E5%8F%96%E4%BB%A3%E5%8E%9F%E6%9C%AC%E7%9A%84%E6%B5%AE%E9%BB%9E%E6%95%B8%E9%81%8B%E7%AE%97)過程中，我將 fraction bits 設為 16 。因此一旦浮點數值超過 $2^{16}$ 和轉換成定點數後，就會造成資料損失，並且回傳值永遠都一樣。
因此我將原本的 `__builtin_clz(x)` 轉換為 `__builtin_clzl` ，在 GCC 中的解釋如下：
>**Built-in Function: int __builtin_clzl (unsigned long)**
>Similar to __builtin_clz, except the argument type is unsigned long.
根據 [Q (number format)](https://en.wikipedia.org/wiki/Q_(number_format)) ， UQ47.16 可以表示的最大值為 $2^{47}-2^{-16}$。所以在沒有進行其他程式碼的改動下，測試最大值得結果如下，結果的差異沒有很多：
```shell
$ gcc -o ./sqrt sqrt.c -lm
$ ./sqrt
number = 140737488355328, float result = 11863283.203031, and fixed result = 11863283.199219
```
>[487663e](https://github.com/MathewSu-001/linux_hw4/commit/487663e5fa8483eeb2837d879e49966846c4e501)
TODO: 閱讀 https://hackmd.io/@sysprog/concurrency 並動手確認
> 7 月 7 日中午前完成
> 涵蓋概念, 排程器原理, 執行順序, Atomics 操作, POSIX Threads, 實作輕量級的 Mutex Lock, Lock-free 程式設計, 案例: Ring buffer
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