2024 年 Linux 核心設計/實作課程期末專題

注意事項

1. 所有專案都該確保在 Linux v6.8+ 運作 (搭配 Ubuntu Linux 24.04)
2. 所謂的「彙整」，是指能撰寫出完整的技術報告，範例: 位元運算整理 和 基於 C 語言標準研究與系統程式安全議題
3. 專題不僅是課程評分的依據，而且是自己專業的證明，日後可列於個人簡歷
4. 請及早向 授課教師 預約一對一討論，得知專題進行的期待方式
5. 不要自行填入「執行人」，應在與 授課教師 討論後，再行更新
6. 每組由 1 到 2 位學員進行，一個題目可能有多個執行人獨立進行
7. 每位學員都該提供解說錄影 (並公開發布)，否則期末專題不予計分
   $\to$ 專題解說錄影的示範，留意標示方式
8. 期末專題發表 安排於 6 月 30 日上午和下午，以 YouTube 直播進行 (事後提供錄影），授課教師會依據學員進行的狀況，挑出其中 12 位學員進行口頭報告，每位約 30 分鐘。沒安排在專題發表的學員，需要在 7 月 4 日中午前，挑出至少 5 個由其他學員進行的題目，觀看其解說錄影、開發紀錄、程式碼和成果進行批評，紀錄於下方對應專案的開發紀錄中，針對個別題目，至少提出 1 個問題或建議。
   • 比照第三次作業的風格，在自己以外的學員的開發紀錄上，留下 Reviewed by 你的GitHub帳號名稱 的意見
9. 針對其他學員 (含授課教師和社會人士) 在開發紀錄頁面提出的問題或建議，務必在 7 月 6 日中午前予以回應和改進。

simplefs

為了探索 Linux VFS (virtual file system) 介面及檔案系統實作機制，我們從無到有撰寫一個運作於 Linux 核心模式中的精簡檔案系統，原始程式碼約一千餘行，支援基本的檔案和目錄處理，同時也考慮到權限和並行處理的議題。本任務預計整合 jbd2，使得 simplefs 具備 journaling 特徵。

• 相關資訊:
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• 執行人: HotMercury, jason50123
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視窗系統實作和 Linux 整合

全向量的圖形 (vector graphics) 處理系統專題，希望可以理解相關 rect clipping 相關演算法以及精進 fixed point 的操作並且改進，最終利用 Linux framebuffer 和 input 子系統來展現整個視窗系統。

• 執行人: marvin0102
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Linux 排程器研究

探討 Linux 排程器內部設計，改進《Demystifying the Linux CPU Scheduler》，並尋求貢獻程式碼到 Linux 核心的機會

• 相關資訊
  • Let's Publish a Collaborative e-Book for Linux Kernel
  • git commits
  • BORE (Burst-Oriented Response Enhancer) CPU Scheduler，是 CachyOS 預設的 CPU 排程器
  • Reducing CPU scheduler latency in Linux
  • Reducing latency spikes by tuning the CPU scheduler
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並行程式設計

改進〈並行和多執行緒程式設計〉系列講座和〈Concurrency Primer〉

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RCU 研究

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運用並行處理來強化既有的應用場景

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高性能網頁伺服器

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強化 Linux 核心的測試模組

• 執行人: 164253
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〈每位程式開發者都該有的記憶體知識〉修訂

〈每位程式開發者都該有的記憶體知識〉翻自 Ulrich Drepper 於 2007 年撰寫的論文〈What Every Programmer Should Know About Memory〉(版次: 1.0)，儘管目前已涵蓋第一到第八章，然而仍有大量的改進要進行

• 執行人: st10740
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• 執行人: chishuo9810
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改進 Linux 核心的 lib/list_sort.c

解釋 Linux 核心的 lib/{list_}sort.c 現有的 bottom-up merge/heap sort 實作，並尋求效能改進，例如 hybrid sort 的引入

• 參考資訊
  • Bottom-up Heapsort
  • Timsort 研究與對 Linux 核心貢獻嘗試
  • 開發紀錄
• 執行人: fennecJ
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• 執行人: randyuncle
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在 RISC-V 處理器/模擬器運作 Linux 核心

• 相關資訊
  • 從零開始的 RISC-V SoC 架構設計與 Linux 核心運行
  • 開發紀錄
• 執行人: millaker
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• 執行人: ranvd
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• 執行人: nelson0720j
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RISC-V 最佳化編譯器實作

shecc 最初是為了講解編譯器設計而開發的精簡 C 編譯器，可編譯自身 (self-hosting)，直接輸出機械碼，不依賴其他開發工具，後來大幅提升對 C 語法的支援，並引入 SSA 和若干最佳化策略，是同等級最佳化編譯器之實作。

• 相關資訊
  • 開發紀錄
• 執行人: nosba0957, vacantron
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裝置驅動程式開發

• 執行人: jychen0611
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• 執行人: hungyuhang
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• 執行人: pao0626
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• 執行人: mesohandsome
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• 執行人: yinghuaxia
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• 執行人: jimmylu890303
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• 執行人: padaray
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軟硬體整合

• 執行人: HenryChaing
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• 執行人: hugo0406
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記憶體管理

• 執行人: SHChang-Anderson
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• 執行人: kevinzxc1217
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亂數產生器

• 執行人: teresasa0731
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eBPF 和電腦網路

• 執行人: SuNsHiNe-75
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• 執行人: gawei1206
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• 執行人: jujuegg
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• 執行人: aa860630, steven523
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Llama 效能分析

• 執行人: LIAO-JIAN-PENG
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• 執行人: vestata
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• 執行人: Lisa304
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bitops

• 執行人: yy214123, yenshipotato
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• 執行人: Terry7Wei7
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• 執行人: Lccgth
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• 執行人: allenliao666
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• 執行人: 56han
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• 執行人: dockyu
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• 執行人: dcciou
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• 執行人: david965154
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重做第三次作業

• 執行人: cheezad
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• 執行人: Daniel-0224
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重作第四次作業

• 執行人: Petakuo
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• 執行人: YiChiChao
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• 執行人: rain20010126
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• 執行人: marsh-fish
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• 執行人: ICARUSHERALD96500
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• 執行人: Wufangni
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• 執行人: Ken-LuWeiRu
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重做第六次作業

• 執行人: Willsonbo
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• 執行人: yu-hsiennn
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• 執行人: ChengChaoChun
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• 執行人: brian049
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• 執行人: tintinjian12999
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• 執行人: lintin528
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• 執行人: yc199911
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• 執行人: ollieni
  $\to$ 開發紀錄

重做 lab0 並彙整學員成果

改進並彙整其他學員的成果

• 執行人: popo8712
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• 執行人: bclegend
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• 執行人: ChenFuhuangKye
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• 執行人: jerry7961
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• 執行人: Booker-Chen
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• 執行人: brucelee503jo3
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• 執行人: YeeeLiang
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