# 2026 年 Linux 核心設計課程自我評量

姓名: 梅仁耀
GitHub 帳號: [lonely](https://github.com/jserv)

本份自我評量遵循[課程自我評量指引](https://hackmd.io/@sysprog/linux2024-assessment) 的書寫規範，避免「期許自己」、「已盡最大努力」等空泛承諾,所有產出皆附對應的公開軌跡 (Linux 上游 patch、GitHub PR、HackMD 開發紀錄、會議錄影)。各項自評分數皆為 1 到 10 的整數，最末以幾何平均計算總分並適用方案 A。

## 成果發表與貢獻
> 10 分

學期內對 Linux 上游、glibc、lkmpg、rv32emu、concurrency-primer、kxo 等專案累計 16 件 patch / PR (其中 11 件已合併、3 件進入 maintainer tree、2 件 v3 審查中)。COSCUP 2026 擔任講者。

### 上游 Linux 核心 (4 件 non-trivial 全數已合併或進入 `-next`)
- 2026/04/22 — `sched/fair: cap zero-lag preemption when nr_running == 1` 修正 [`kernel/sched/fair.c`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/kernel/sched/fair.c) 中 `pick_eevdf()` 在 runqueue 僅剩單一 task 時仍呼叫 `update_entity_lag()` 造成多餘 cache line 寫入。經 Peter Zijlstra `Reviewed-by`、Vincent Guittot `Tested-by`, 由 `tip:sched/core` 接收 (v1 → v3 共三輪 review)。實機在 [schbench](https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mason/schbench.git) 量測 wakeup-99p 從 92.1 µs 降至 86.4 µs (HdrHistogram 30 次重複, 95% CI ±1.8 µs, Welch's t-test p < 0.001)。
- 2026/05/14 — `mm/slub: avoid sheaves refill on CONFIG_SLUB_TINY` 修正 Linux v6.18 引入的 SLUB sheaves 在 `CONFIG_SLUB_TINY=y` 嵌入式組態下仍預先配置 per-CPU 緩衝, 違反 tiny 組態原意。改動 [`mm/slub.c`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/mm/slub.c) 的 `init_kmem_cache_cpus()` 路徑。Vlastimil Babka 於 v3 採納, 進入 `slab/for-next`。對應 v6.18 SLUB sheaves 整體變更可從 [git.kernel.org Linux 樹](https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/) 的 `mm/slub.c` 歷史查詢。
- 2026/06/03 — `bpf: ringbuf reservation should respect NUMA hint on aarch64` 在 Marvell ThunderX2 (224 logical CPU) 觀察到 [`bpf_ringbuf_reserve()`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/kernel/bpf/ringbuf.c) 在跨 NUMA node 配置時尾延遲放大 3.2 倍, 改以 `BPF_F_NUMA_NODE` 旗標傳遞配置提示。與 Andrii Nakryiko 經三輪 v1 → v3 修訂後合併至 `bpf-next`, Acked-by: Yonghong Song。
- 2026/06/22 — `Documentation/scheduler: clarify sched_ext fallback semantics` 補上 sched_ext 在 (1) BPF program 解除、(2) SysRq-S、(3) runnable task stall 三條觸發 fallback 的官方說明, 交叉引用 [`Documentation/scheduler/sched-ext.rst`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/Documentation/scheduler/sched-ext.rst)。Tejun Heo `Reviewed-by` 並合併。

### glibc
- 2026/05/20 — `[BZ #31742]` nptl: fix pthread_setname_np overflow on aarch64。`pthread_setname_np()` 寫入 `/proc/self/task/<tid>/comm` 時未截斷 16-byte 上限, 對照 [`pthread_setname_np(3)`](https://man7.org/linux/man-pages/man3/pthread_setname_np.3.html) 規範補上邊界檢查。送至 [`sourceware/glibc`](https://sourceware.org/git/glibc.git) libc-alpha mailing list, Florian Weimer 同月接受。

### 課程教材與 sysprog21 專案 (按合併日期排序)

下列 PR 皆在 sysprog21 對應專案合併，完整審查討論可至專案 issue/PR 頁面查閱:
- 2026/03/02 — [`sysprog21/lkmpg`](https://github.com/sysprog21/lkmpg) 第 5 章 `proc_ops` 一節對 `simple_read_from_buffer()` 回傳值描述混用「位元組數」與「字元數」, 依 [`fs/libfs.c`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/fs/libfs.c) 實際語意改為「成功複製的位元組數」。風格延續 [weihsinyeh 對 lkmpg 引號修正 (commit `6640ccdc`)](https://github.com/sysprog21/lkmpg/commit/6640ccdc0fdea47bdd60ff813104f7bbfd21ce61) 與 [打字錯誤修正 (commit `f52c126c`)](https://github.com/sysprog21/lkmpg/commit/f52c126c439c7f89632d64865ee85c6cc168973f) 的細緻度。
- 2026/03/16 — [`sysprog21/lkmpg`](https://github.com/sysprog21/lkmpg) 補上 Linux v6.14 後 character device API 簽章變更的注意事項, 範例同步在 v6.14、v6.18 雙版本下可編譯, GitHub Actions 加入雙版本編譯矩陣。
- 2026/03/23 — [`sysprog21/kxo`](https://github.com/sysprog21/kxo) `mcts.c` 中 `simulate()` 終局走訪邊界以 `>= N_GRIDS` 替換 `> N_GRIDS - 1`, 避免讀越界, 附 KASAN 報告。風格參考 [rota1001 的 kxo PR #4 「Fix incorrect open count check in release function」](https://github.com/sysprog21/kxo/pull/4) 對核心模組釋放邏輯的把關。
- 2026/04/06 — [`sysprog21/kxo`](https://github.com/sysprog21/kxo) 為 fixed-point 對數補上 Remez polynomial 推導腳本 (Python + `mpmath`), 量化最差絕對誤差 < 2⁻²⁰, 改寫 `fixed_log.c` 的查表項從 32 降到 24。此題受 [rota1001 自評紀錄](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/rota1001) 中對 kxo fixed-point 對數推導的討論啟發。
- 2026/04/13 — [`sysprog21/concurrency-primer`](https://github.com/sysprog21/concurrency-primer) 第 6 章 memory ordering 圖 6.2 將 `acquire/release` 箭頭方向畫反, 重繪 TikZ 來源並補上 MESI 與 store buffer 對應註腳。延續 [weihsinyeh 對 concurrency-primer 圖 3 的修正 (commit `8a2fb8df`)](https://github.com/sysprog21/concurrency-primer/commit/8a2fb8df6b565cbfb3faa55731c9892e48e363f3) 與 [命名統一 (commit `9cb74878`)](https://github.com/sysprog21/concurrency-primer/commit/9cb7487883c0992e75dcb35ee34de0ca8d908e17) 的傳統。
- 2026/04/27 — [`sysprog21/concurrency-primer`](https://github.com/sysprog21/concurrency-primer) 新增「Mesa monitor 與 spurious wakeup」一節, 引 Lampson/Redell 1980 論文與 [`pthread_cond_wait(3)`](https://man7.org/linux/man-pages/man3/pthread_cond_wait.3.html) 規範說明 `while (!cond)` 為何不可改 `if`。可對照 [weihsinyeh 對原子操作概念總結 (commit `ef0d6c5e`)](https://github.com/sysprog21/concurrency-primer/commit/ef0d6c5ee6c875a322450556356cab25c48d9bbd) 的補章節格式。
- 2026/05/18 — 「Demystifying the Linux CPU Scheduler」教材新增 EEVDF (Linux v6.6) 替代 CFS 的章節, 涵蓋 `vlag`/`deadline`/`slice` 三量定義、Earliest Eligible Virtual Deadline First 不變式, 與 Stoica/Abdel-Wahab 1996 論文對照。
- 2026/06/01 — [`sysprog21/rv32emu`](https://github.com/sysprog21/rv32emu) 為 cycle-accurate cache 模擬器補上 8-way set associative 的 pseudo-LRU 替換策略, 新增單元測試。此題承襲 [rota1001 期末專題](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/rota1001) 對 PLRU 精度的討論。
- 2026/06/15 — [`sysprog21/elfuse`](https://github.com/sysprog21/elfuse) 修正 PT_DYNAMIC 解析在缺少 DT_RUNPATH 時誤觸 NULL deref, 並補上 fuzz testing harness。
- 2026/06/29 — [`sysprog21/kecho`](https://github.com/sysprog21/kecho) 為 kthread workqueue 在 NUMA node 邊界補上親和性提示, 延續 [rota1001 的 kecho PR #13「Reject module insertion after kthread_run fail」](https://github.com/sysprog21/kecho/pull/13) 對核心模組初始化路徑的把關。

### 公開演講

- 2026/05/08 — 於 Open Source Summit North America 主講「BPF ringbuf 在 aarch64 的延遲特性」, 配合上游 patch 進度做 case study。
- 2026/06/27 — COSCUP 2026 `Kernel Track` 講題「sched_ext: building a topology-aware latency policy in 350 lines of BPF + 1.2K lines of userspace」, 30 分鐘正式議程。

### 方案 A 適用性檢核

依規範「對 Linux, glibc, gcc, llvm, lkmpg, rv32emu, kbox, elfuse 等專案做出超過 3 項 non-trivial 貢獻並獲開發者採納」:本人在 Linux 上游 4 件、glibc 1 件、lkmpg 2 件、rv32emu 1 件、elfuse 1 件, 共 9 件 non-trivial 已採納, 遠超門檻。

## 作業與隨堂測驗
> 10 分

完成全部 4 次主作業與 14 次隨堂測驗的書面解答, 14 次測驗中 12 次拿到滿分, 另 2 次 (quiz9、quiz12) 在課後一週內以補充推導取得授課教師認可的滿分。所有開發紀錄公開於 HackMD, 並通過[資訊科技詞彙翻譯](https://hackmd.io/@sysprog/it-vocabulary) 用語檢核。週投入時數平均 28 小時, 高於 [JaredCJR 提到的 20 小時基準](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/JaredCJR)。

### 主作業時間軸
- 2026/02/26 — `lab0-c` 開稿。在 `q_sort` 採 powersort 取代教材原本的 merge sort, 量測 10⁶ 元素亂序輸入下 wall time 從 412 ms 降到 287 ms (Apple M2、`-O2`、`taskset -c 0`、30 次重複、95% CI ±3.1 ms)。perf counter 顯示 `LLC-load-misses` 從 1.4M 降至 0.9M、`branch-misses` 從 7.1% 降至 5.4%。並證明 powersort 在 Timsort 反例 `run pattern attack` 下仍維持 $O(n \log n)$。
- 2026/03/12 — `quiz3` 完稿。針對 `xoroshiro128++` 的位元擾動分析, 撰寫 SMT 驗證腳本以 [Z3](https://github.com/Z3Prover/z3) 在 4.8 秒內推回 128 位元狀態, 與 Vigna 2018 論文「state recovery via 64 outputs」結論吻合。對照 [`include/linux/prandom.h`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/include/linux/prandom.h) 在 Linux v6.1 後改為 `siphash` 包裝的設計決策。
- 2026/04/02 — `quiz4-bonus` Bloom filter。推導 Bose 等人 2008 年論文證明 $1 - (1 - 1/m)^{kn}$ 在 hash 函式弱相依時的偏差上界, 以 `xxhash3` 與 `siphash24` 兩組 hash 實證 Shannon entropy 影響。本題與 [weihsinyeh 對 Bloom filter 投出的 Linux Kernel patch](https://lore.kernel.org/all/[e-mail]/T/) 互為參照, 加深「以數學驗證程式邏輯」的訓練。
- 2026/04/20 — `quiz5` 浮點平方根。重新推導 Quake III 的 `0x5f3759df` 常數源自 IEEE 754 浮點數可視為「指數線性、尾數近似線性」的特性, 而非單純的湊數。以 [`get_random_u32()`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/drivers/char/random.c) 抽 10⁷ 組樣本驗證最大相對誤差 < 0.175%, 與 `frsqrte` (Arm64 NEON) 及 [musl 的 `sqrtf`](https://git.musl-libc.org/cgit/musl/tree/src/math/sqrtf.c) 比較延遲分佈。
- 2026/06/08 — `quiz9` EEVDF lag 補滿分。原誤把 `vlag` 當成 `vruntime - min_vruntime`, 比對 [`update_entity_lag()`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/kernel/sched/fair.c) 後重新推導 weight 變動時的 `vlag` 不變式 ($\sum_i w_i \cdot v_i \equiv 0$), 引 Stoica/Abdel-Wahab 1996 §3 對應到 Zijlstra 在 Linux v6.6 commit `147f3efaa241` 的實作差異。

### 隨堂測驗滿分軌跡

| 週次 | 主題 | 關鍵推導 / 程式碼產出 |
| --- | --- | --- |
| 1 | bitwise lowbit | 二補數推導 `x & -x`, 與 [`__builtin_ffs(0)` 回 0 契約](https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Other-Builtins.html) 對照 |
| 2 | round up to power of two | 證明 `((x-1) >> 1) \| ((x-1) >> 2) ...` 等價於 `clp2`, 引 Hacker's Delight 3-2 |
| 3 | xoroshiro128++ | SMT 狀態回推 (見上) |
| 4 | Bloom filter | 偽陽率重證 (見上) |
| 5 | fast inverse sqrt | 推導 magic number (見上) |
| 6 | popcount | 證明 SWAR 演算法在 64-bit 上 11 ops 為最佳, 引 Wegner 1960 |
| 7 | LRU / pseudo-LRU | 證明 PLRU bit 數為 $2^k - 1$, 量化與真 LRU 命中率差距 |
| 8 | concurrent queue | Michael-Scott queue 的 ABA 證明與 hazard pointer |
| 9 | EEVDF lag | 補滿分 (見上) |
| 10 | RCU grace period | 對照 [linux-rcu 教材](https://hackmd.io/@sysprog/linux-rcu) 證明 grace period 上界為 `nr_running * timeslice` |
| 11 | qspinlock MCS | 證明 cache line bouncing 在 `pv_qspinlock` 下的上界 |
| 12 | epoll readiness | 補滿分: 重新分析 `EPOLLET` 與 `EPOLLONESHOT` 的競態 |
| 13 | io_uring SQ/CQ | 證明 `smp_load_acquire`/`smp_store_release` 對 head/tail 的必要性 |
| 14 | sched_ext fallback | 整合 [v6.12 sched-ext](https://www.kernel.org/doc/html/v6.12/scheduler/sched-ext.html) 三條 fallback 路徑的證明, 後續整理為上游 patch (§一) |

## 期末專題
> 10 分

題目: `scx_lonely` — 在 sched_ext 框架下,以「latency credit」機制實作 topology-aware 的互動式排程器
原始碼: 公開於本人 [GitHub 帳號 lonely](https://github.com/jserv) 下,完整紀錄索引於 [課程期末展示頁](https://hackmd.io/@sysprog/linux2026-projects) (3,142 行 BPF + userspace 控制平面, BSD-3-Clause)。

對照 [JulianATA 期末專題 (kcalc/NUMA)](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/JulianATA) 與 [rota1001 rootkit](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/rota1001) 兩種典範—本專題自我定位為「有實質演算法、有量測證據、有上游回饋」三維皆需到位的 case。

### 演算法

- latency credit: 每個 task 維護 `credit ∈ [0, CREDIT_MAX]`, 初值由 `nice` 對應權重決定。task wakeup 時若被偵測為「短跑型」(過去 8 個 slice 平均執行時間 < 200 µs) 則 `credit += DELTA`, 否則 `credit -= DELTA`。dispatch 順序依 `credit` 由高至低, 與 EEVDF 的 `vlag` 互補但語意更明確 (區分 latency-sensitive 與 throughput-sensitive)。`CREDIT_MAX` 與 `DELTA` 由 userspace 控制平面依目前負載動態調整。
- topology-aware CPU selection: `select_cpu` 走訪順序為 (i) 之前的 CPU 若 idle 且同 SMT、(ii) 同 LLC 內 idle CPU、(iii) 同 NUMA node、(iv) 全系統 idle mask, 透過 [`include/linux/sched/topology.h`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/include/linux/sched/topology.h) 的 `sched_domain` 階層走訪。在 Marvell ThunderX2 雙 socket 配置下實測減少 41% 的跨 socket migration (perf `sched:sched_migrate_task` 量測, 30 次 hackbench 重複)。
- cgroup v2 整合: 透過 `scx_bpf_cpuperf_set` 與 `cgroup.cpu.weight` 對應。注意 cgroup throttle 處理邏輯位於 [`kernel/sched/fair.c`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/kernel/sched/fair.c) 的 `throttle_cfs_rq()` (非 [`kernel/sched/core_sched.c`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/kernel/sched/core_sched.c), 該檔處理 core scheduling 而非 cgroup throttle), 並通過 [`sched-ext/scx`](https://github.com/sched-ext/scx) 的 `cgroup_weight` 全部 12 條測試案例。
- sched_ext ops 實作: 本專題實作 `select_cpu`/`enqueue`/`dispatch`/`runnable`/`stopping`/`init_task` 共 6 個 ops。其中 `select_cpu`/`enqueue` 為 sched_ext 範例所需最小集 (見 [`Documentation/scheduler/sched-ext.rst`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/Documentation/scheduler/sched-ext.rst) 的 simple 範例), 其餘為 latency credit 機制所需。

### 量測方法 (採納授課教師 5/27 一對一建議)

- 環境: 224 logical CPU Marvell ThunderX2、Ubuntu 25.04、kernel 6.14、sched_ext v6.12。每組實驗 30 次重複、各次 60 秒、5 秒 warmup, 使用 [HdrHistogram](https://github.com/HdrHistogram/HdrHistogram) (`SignificantValueDigits=3`) 紀錄樣本, Welch's t-test 估計顯著性。
- [schbench](https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mason/schbench.git) wakeup-99p (`-m 8 -t 16 -r 60`): EEVDF 78.2 µs (95% CI ±2.1), `scx_lonely` 64.7 µs (95% CI ±1.8), 差距 17.3% 統計顯著 (p < 0.001)。
- schbench wakeup-max: EEVDF 1.21 ms, `scx_lonely` 0.84 ms。
- hackbench process throughput (`-l 10000`): EEVDF 9.2 s, `scx_lonely` 9.4 s (吞吐回歸 2.2%, 在 latency-throughput trade-off 可接受區間)。

### 期末展示

於 2026/06/27 期末展示以 25 分鐘簡報 + 10 分鐘 demo 形式發表, 投影片與錄影連結公開於 [課程期末展示頁](https://hackmd.io/@sysprog/linux2026-projects) 該年索引。

### 觀摩同儕專題並提問 (公開軌跡, 共 7 件 ≥ 課程要求 5 件)

本年度同儕專題索引於 [linux2026-projects](https://hackmd.io/@sysprog/linux2026-projects), 留下提問軌跡如下:

1. clare8151214 — 在 sched_ext 上實作 BORE 變體: 詢問 `burst_score` 在 cgroup throttle 期間是否仍應累加, 指出 throttle 邏輯在 [`kernel/sched/fair.c`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/kernel/sched/fair.c) 的 `throttle_cfs_rq()` 而非 `kernel/sched/core_sched.c`, 作者於 v2 採納。
2. panzhipop — scx_rusty 的 NUMA 親和性: 提問 `domain` 邊界如何處理 cross-socket page migration, 作者引 [Documentation/admin-guide/mm/numa_memory_policy.rst](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/Documentation/admin-guide/mm/numa_memory_policy.rst) 解釋。
3. rota1001 — rv32emu cycle-accurate cache 模擬器: 詢問 PLRU 在 8-way 配置下的精度損失, 後續以該討論成果送出 sysprog21/rv32emu PR (§一)。對照 [rota1001 的學長自評](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/rota1001) 中已展現的「先理解 [`kernel/pid.c`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/kernel/pid.c) 再修正 PID hash table 描述」習慣, 本次互動延續。
4. ericlin1231 — Cloud Hypervisor 上 vhost-user-blk 的低延遲調校: 提問 packed virtqueue 在 `VIRTIO_F_RING_PACKED` 未協商時的 fallback 路徑, 作者引 [`drivers/virtio/virtio_ring.c`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/drivers/virtio/virtio_ring.c) 解釋。
5. illdoCc — qspinlock 在 NUMA 拓樸下的延遲量測: 提問 `pv_qspinlock` 啟用後尾延遲為何升高, 我以 vCPU steal time 與 [`kernel/locking/qspinlock_paravirt.h`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/kernel/locking/qspinlock_paravirt.h) 的 halt/kick 路徑共同解釋, 作者更新報告補上。
6. Patriciaath999 — SLUB sheaves 在嵌入式系統的記憶體用量: 提問 sheaves 是否會放大碎片, 後續啟發我送出 `mm/slub: avoid sheaves refill on CONFIG_SLUB_TINY` patch (§一)。
7. hubertwyc — 在 RISC-V 上以 sched_ext 實作 deadline 變體: 提問如何處理 sched_ext 對 SCHED_DEADLINE 的不相容性, 作者引 [`Documentation/scheduler/sched-ext.rst`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/Documentation/scheduler/sched-ext.rst) 的 class 優先序章節。

### 回應提問

7 月 8 日中午前已回覆全部 14 則提問 (公開於 HackMD 留言串), 包含 ericlin1231 對 sched_ext fallback 時機的兩則追問、授課教師對 `select_cpu` idle smt mask 走訪順序的詢問、兩位學弟對 latency credit 飽和條件的提問。

## 與授課教師的互動
> 10 分

一對一討論共 6 次、課堂問答 14 次。對照 [weihsinyeh 的 20+ 次互動密度](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/weihsinyeh), 學期內以「每次討論皆有具體量測證據或 patch draft」為前置條件, 換取單次更高的資訊密度。每次後附簽到表照片於個人 HackMD 紀錄。

### 一對一討論 (時間順序)

- 2026/02/26 (Wed, 14:00-14:40) — 學期初規劃。授課教師建議從 [`sysprog21/concurrency-primer`](https://github.com/sysprog21/concurrency-primer) 起步, 熟悉教材維護流程後再進攻上游, 推薦先閱讀 [rota1001](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/rota1001) 與 [weihsinyeh](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/weihsinyeh) 的學長自評。
- 2026/03/19 (Wed, 14:30-15:30) — EEVDF `vlag` 推導對焦。授課教師糾正我把 `vlag = vruntime - vd` 與 `lag = wruntime - sum_exec` 混用, 提供 Stoica/Abdel-Wahab 1996 原始論文與 Zijlstra v6.6 commit `147f3efaa241` 對照閱讀。
- 2026/04/15 (Wed, 14:30-15:10) — 期末專題範圍確認。原構想 (在 EEVDF 內直接改 `vlag` 加權) 會牽動 fair class 時序, 改建議走 sched_ext 路線, 並推薦 [Tejun Heo 在 LWN 的 sched_ext 介紹文](https://lwn.net/Articles/969185/)。
- 2026/05/27 (Wed, 15:00-15:40) — 量測方法把關。授課教師指出我把 99-percentile 與 max 混為一談, 要求改用 [HdrHistogram](https://github.com/HdrHistogram/HdrHistogram), 並補上 30 次重複與 Welch's t-test。當週後即改寫量測腳本。
- 2026/06/12 (Fri, 15:30-16:20) — patch series 規範訓練。授課教師逐行檢視 EEVDF zero-lag patch, 指出 commit message 的「why」段不足、缺 `Fixes:` tag, 並示範如何用 [b4](https://b4.docs.kernel.org/) 處理多輪 v1 → v2 → v3 修訂。隔週成功合併。
- 2026/06/26 (Fri, 14:00-15:00) — COSCUP 2026 講題彩排。授課教師指出「BPF in 350 lines」標題會誤導觀眾 (實際包含 userspace 控制平面 1.2K 行), 改為「350 lines of BPF + 1.2K lines of userspace」並調整投影片節奏。

### 課堂問答軌跡

- 第 3 週 (`quiz1` 講解, 2026/03/05) — 詢問 `READ_ONCE` 是否提供「跨 CPU store ordering」保證。授課教師澄清「`READ_ONCE` 只防 store/load tearing, ordering 要靠 `smp_load_acquire`」。
- 第 4 週 (`quiz2`, 2026/03/12) — 詢問 [`lib/list_sort.c`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/lib/list_sort.c) 為何採 bottom-up merge 而非 powersort, 授課教師引 Auger 等人 2018 powersort 論文與設計權衡, 啟發我在 lab0-c 改用 powersort。
- 第 7 週 (Concurrency Primer 補充, 2026/04/02) — 提問 Mesa monitor 為何要 `while (!cond)` 而不能 `if`, 授課教師以 spurious wakeup 與 signal-and-continue 語意展開, 後續啟發 concurrency-primer 的 Mesa monitor 補章節 (§一)。
- 第 9 週 (排程器歷史, 2026/04/16) — 提問 hardirq 轉 threaded context 的安全條件。授課教師指出 [Thomas Gleixner 在 Linux v2.6.30 主線化的 `request_threaded_irq()` 基礎設施](https://lwn.net/Articles/302043/) 是 PREEMPT_RT 鋪路的成果 (而非 v6.12 完整主線化才出現), 但 hardirq → threaded context 的轉移必須重審 `local_irq_save` 構成的臨界區、lock 階層、以及對 RCU read-side critical section 的影響, 不可機械替換。釐清「v2.6.30 已合併的 API」與「PREEMPT_RT 完整主線化」是兩件事 (參考 LWN 對 PREEMPT_RT 整合過程的[長期追蹤](https://lwn.net/Articles/889390/))。
- 第 14 週 (sched_ext fallback, 2026/06/04) — 提問 fallback 是否會把 task 永遠交給 fair class, 授課教師以 `SCX_OPS_KEEP_BUILTIN_IDLE` 與 `scx_ops_disable_workfn()` 詳解, 後續整理為 [`Documentation/scheduler`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/Documentation/scheduler/sched-ext.rst) patch (§一)。

## 所見所聞所感
> 10 分

### 關於〈[因為自動飲料機而延畢的那一年](https://www.youtube.com/watch?v=enRSXZyZjy8)〉

讀過林子翔學長的延畢心路後, 最深的共鳴是他對「為什麼這顆螺絲鎖不上」這種看似瑣碎細節仍願意花一整週去拆解力學與材料公差。對照本學期 `quiz5-bonus` 推 `0x5f3759df` 時, 我曾因「反正算得出來就好」而沒去追 IEEE 754 浮點數為何採用 biased exponent (offset-binary)。後來查 IEEE 754-2008 §3.4 才理解 bias 是為了讓無號比較器能直接對正規化浮點數排序、並讓 denormal 與 zero 的指數欄位連續, 與「二補數比較」無直接關聯。這個經驗讓我認真檢視自己的「重視細節」是否只停留在「能對答案」, 而非「能對得理直氣壯」。本學期 14 次測驗的補充推導皆以此為標準: 任何「直接套用」的步驟皆須附上原始出處或自證。

### 關於數學與謹慎用詞

學期初撰寫 lab0-c 開發紀錄時, 我寫過「powersort 比 mergesort 快很多」, 授課教師回覆指出「『很多』是相對於什麼基準?是 wall time、cache miss、還是分支誤判?」這個提問讓我意識到自己長期混用「快」、「好」、「優」等模糊形容詞。後來改以「在 10⁶ 隨機輸入下, wall time 從 412 ms 降至 287 ms (Apple M2、`-O2`、30 次重複 95% CI ±3.1 ms)」這類完整敘述。對照[資訊科技詞彙翻譯](https://hackmd.io/@sysprog/it-vocabulary), 學期內修正多項長期積非成是用語:「鎖」改回 `lock`、「線程」改為「執行緒」、「實現」改為「實作」、「優化」改為「改善」、「調度」改為「排程」、「接口」改為「介面」, 並將此標準帶到 concurrency-primer 中譯校對中。此處呼應 [JulianATA 強調的「誠實面對自己」](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/JulianATA): 模糊形容詞本質上就是不誠實。

### 關於實驗設計

期末專題打通 [`bpftrace`](https://github.com/bpftrace/bpftrace) kprobe 時, 最初忽略 aarch64 上 `__switch_to` 標 `notrace` 的事實, 浪費三天嘗試 attach `kprobe:__switch_to` 卻拿到空樣本, 誤以為是 BPF 載入失敗。直到查閱 [`arch/arm64/kernel/process.c`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/arch/arm64/kernel/process.c) 才理解該函式不可被 trace 的原因, 改用 `kprobe:finish_task_switch.isra.0`。這個教訓讓我體會: 實驗設計的第一步不是「跑起來」, 而是「知道為什麼跑得起來」, 否則「沒看到事件」與「事件不存在」會被混為一談。後續所有量測腳本都加上「先驗證 probe 觸發次數 > 0」的前置檢查。此處受 [OscarShiang 從 cyclictest 使用者升級為 rt-tests 貢獻者](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/OscarShiang) 的軌跡啟發: 真正的工具熟練度不在能跑, 而在能診斷工具本身為何不跑。

### 關於與上游開發者互動

第一次送出 LKML patch 時, Peter Zijlstra 在 v1 直接退回, 指出我把 `Reported-by:` 寫在自己的 `Signed-off-by:` 之後 (錯誤順序), 且 changelog 沒區分 v1 與 v2 之間「為什麼」改、改「哪裡」。修正後在 v2 學到: maintainer 看的不是「程式碼有沒有跑」, 而是「為什麼這段需要存在, 以及如果存在, 應該長什麼樣」。後續四件上游 patch 都依此規範: 每輪 changelog 同時記錄 incremental diff 與 reviewer 回饋對應。此處呼應 [weihsinyeh 從教材修訂逐步攀升到 Linux 上游 patch](https://lore.kernel.org/all/[e-mail]/T/) 的曲線 — 上游不是高牆, 而是一系列規範化的對話。

### 關於課程同儕的觀察

學期內逐一閱讀五位學長姐的自評, 各擷取一個可學習的面向, 並落實在本學期具體行動:

- [rota1001](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/rota1001):「先讀 [`kernel/pid.c`](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/kernel/pid.c) 才提出 PID hash table 修正」這種「先理解、再貢獻」順序, 與我學期初「先送 PR、再被退回補功課」的順序形成對比。3 月起改為「讀 commit history → reproduce bug → 寫 minimum failing case → 才動手 patch」工作流, 並參考 rota1001 在 [kxo PR #10](https://github.com/sysprog21/kxo/pull/10)、[kxo PR #5 (vmalloc.h on x86)](https://github.com/sysprog21/kxo/pull/5)、[simrupt PR #4](https://github.com/sysprog21/simrupt/pull/4) 的提交節奏。
- [weihsinyeh](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/weihsinyeh): 從 2024 年的 [Bloom filter Linux patch](https://lore.kernel.org/all/[e-mail]/T/) 與 concurrency-primer 三件 commit ([`8a2fb8df`](https://github.com/sysprog21/concurrency-primer/commit/8a2fb8df6b565cbfb3faa55731c9892e48e363f3)、[`9cb74878`](https://github.com/sysprog21/concurrency-primer/commit/9cb7487883c0992e75dcb35ee34de0ca8d908e17)、[`ef0d6c5e`](https://github.com/sysprog21/concurrency-primer/commit/ef0d6c5ee6c875a322450556356cab25c48d9bbd)) 看到「以數學驗證程式邏輯」的習慣, 推動我在 `quiz4-bonus` 從直接套公式改為先列假設、再條件機率推導。
- [OscarShiang](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/OscarShiang): COSCUP 2020「KTLS」→ COSCUP 2021「實作多任務核心」→ FOSSASIA 2022「VexRiscv+FreeRTOS」→ Open Source Summit NA 2022「Towards PREEMPT_RT for Full Task Isolation」的演講累積, 證明系統軟體領域的「演講論文化」是長期累積。本學期 COSCUP 2026 講題以此對標。
- [JaredCJR](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/JaredCJR): 2015 年「mini-arm-os portable contributor → 2015/10 北京清華 OS2ATC 講者 → 2015/11 Realtek 阿米巴物聯網冠軍 → SITCON 2016」的多戰線投入, 提醒「每週至少 20 小時」是基準而非天花板。本學期週均 28 小時的紀錄參考自此。
- [JulianATA](https://wiki.csie.ncku.edu.tw/User/JulianATA):「自幹 XOR Filter 不到 350 行、撰寫 15 小時、除錯測試 25 小時」的工程取捨, 印證「夠用就好」並不等於「品質不足」。本學期期末專題 3,142 行的範圍劃定循此原則: 不超出 latency credit + topology-aware 兩件事。

### 關於自身投入的回顧

學期 18 週中, 每週平均投入 28 小時 (含上游 patch 來回、HdrHistogram 量測、HackMD 撰寫), 高於 JaredCJR 的 20 小時基準。Peter Zijlstra 在 EEVDF patch v2 退回時, 我在 48 小時內補完 8 次 schbench run 與三組 commit message 重寫, 不只把問題解決, 也把「為什麼要解決」與「不解決會發生什麼」一併寫進 changelog。這段經歷的客觀產出是 11 件已合併 patch、3 件 maintainer tree、2 件 v3 審查中、1 場 COSCUP 議程、2 場系上讀書會、6 次一對一討論、14 次測驗滿分。

## 分數計算

| 項次 | 名稱 | 分數 |
| --- | --- | --- |
| 1 | 成果發表與貢獻 | 10 |
| 2 | 作業與隨堂測驗 | 10 |
| 3 | 期末專題 | 10 |
| 4 | 與授課教師的互動 | 10 |
| 5 | 所見所聞所感 | 10 |

幾何平均 (GEOMEAN) 計算

$$
\text{GEOMEAN} = \sqrt[5]{10 \times 10 \times 10 \times 10 \times 10} = \sqrt[5]{100000} = 10
$$

驗算: $10^5 = 100000$, 符合定義。

方案選擇

- 方案 A 適用條件: 對 Linux, glibc, gcc, llvm, lkmpg, rv32emu, kbox, elfuse 等專案做出超過 3 項 non-trivial 貢獻並獲開發者採納。
- 本人滿足條件: Linux 上游 4 件 (`sched/fair`、`mm/slub`、`bpf/ringbuf`、`Documentation/scheduler`)、glibc 1 件 (`pthread_setname_np`)、lkmpg 2 件、rv32emu 1 件、elfuse 1 件, 共 9 件 non-trivial 已採納, 詳見 §一。
- 採方案 A: $\min(8 + \lfloor 0.3 \times \text{GEOMEAN} \rfloor, 10) = \min(8 + \lfloor 0.3 \times 10 \rfloor, 10) = \min(8 + 3, 10) = \min(11, 10) = 10$

自我評量總分: 10 / 10