# 2024q1 Homework5 (assessment)
contributed by < `ChengChaoChun` >

## 閱讀〈因為自動飲料機而延畢的那一年〉
在閱讀到這一系列文章的一半之前，我曾經以為開發自動飲料機的專案最終可能就不了了之。這是一個創新的產品，然而，在經過一個月的探索後，作者只完成了落杯器機構的設計，且還未能實現自動化。在這個設計過程中，他經常遇到一些出乎意料的困難，由於是從零開始，這些問題不是單靠網路搜尋就能輕易解決的。每當面對這些技術挑戰，作者都必須花費大量的時間進行研究和實驗以及等待工廠加工的設計成品。為了這個創新的產品，作者決定延畢來完成。這種對研究的堅持與熱情，令人深感佩服。
作者的成功有一部分也是因為改變設計方案，不再執著於完全自行設計，而是購買設計好的產品去開發。為此，他甚至親自前往果糖機工廠，深入了解機器的內部設計和運作方式。最終，他將購買的機器與自己的設計融合，成功創造了一台自動飲料機。

## 課程學習心得
到目前為止，我覺得我還在原地踏步，目前老師布置的作業我都沒有完成過。在大學的時候因為沒有認真的學習，當時我的標準是可以及格就好，每次都是隨便應付一下考試，反正肯定會及格，甚至實驗課的代碼我都是跟同學拿來然後隨便改改就提交了，最終就是目前由於基礎太差，沒有辦法達到作業要求的標準。第二次的作業和第四次的作業是分析題目程式並完成延伸問題，在很多題目上我思考了很久還是沒辦法理解，有的題目我盡力的把我理解的部分記錄在作業上，有的則是沒辦法去記錄在作業上，因為絕大部分看不懂，更不用說去完成延伸問題了。而第一次作業和第三次作業對我來說難度更高了，老師列出的代辦事項大部分沒有完成。

目前我就像〈因為自動飲料機而延畢的那一年〉的作者在設計落杯器的階段，搞笑的是，我之前還嘗試看了 `Linux 6.8` 原始碼，當時我以為我從 `start_kernel` 函式開始追蹤應該可以理解 `linux kernel` 大概是如何設計的，最後的結果當然是放棄了，然後我又把目標轉向了 `task_struct` ， 我嘗試去理解 linux 是如何描述 PCB 的，即便去掉原始碼很多條件編譯的部分，我仍然沒辦法掌握，畢竟它現在高達 600 行呢。我記得我是在第四周的時候買了《深入理解計算機系統》這本書的，當時拿到之後我就看到這本書實在是太厚了，懶得看了，我甚至都沒有拆封，直到最近我才開始閱讀這本經典書籍。

:::danger
你的問題絕對不是在 Linux 核心原始程式碼中，一定有更根本的問題。

`task_struct` 不能算是 Linux 核心的 PCB，因為其描述的範疇遠超過 PCB
:::

對於這學習的目標，我會我盡可能地在課程上，課本上去學習，並踏出那一小步。對於未來的目標，我想要能夠為 linux 的程式碼做貢獻，這可以很好的展示你對計算機和作業系統的理解，因為如果現在去面試工作的話，我實在不知道可以告訴面試官我會什麼。

:::danger
不要花時間在自憐，詳細描述你遇到的技術問題，我們才可討論並解決。
:::

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#include <stdatomic.h>

typedef struct __list {
    int value;
    struct __list *next;    
} list_t;

// *concurrent* add, remove

TODO: 寫完並討論

Head
|
A -> B -> C
|
Tail
1. Remove A
2. Add_tail D

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

sem_t mutex;

typedef struct __list {
    int value;
    struct __list *next; 
} list_t;

list_t *head, *tail;

void init_list(){
    head = NULL;
    tail = NULL;
    sem_init(&mutex, 0, 1);
}

void print_list(){
    if(!head){
        printf("list is empty\n");
        return;
    }
    printf("list: ");
    for(list_t *ptr=head;ptr!=NULL;ptr=ptr->next){
        printf("%d,  ",ptr->value);
    }
    printf("\n");
}

void *add_head(void *arg){
    list_t *node = malloc(sizeof(list_t));
    if(!node){
        printf("error!");
        return NULL;
    }
    node->value = (int)arg;
    sem_wait(&mutex);
    node->next = head;
    head = node;
    if(!tail)
        tail = node;
    printf("add_head %d,  ", node->value);
    print_list();
    sem_post(&mutex);
    return NULL;
}

void *add_tail(void *arg){
    list_t *node = malloc(sizeof(list_t));
    if(!node){
        printf("error!");
        return NULL;
    }
    node->value = (int)arg;
    node->next = NULL;
    sem_wait(&mutex);
    if(head){
        tail->next = node;
        tail = node;
    }else{
        head = node;
        tail = node;
    }
    printf("add_tail %d,  ", node->value);
    print_list();
    sem_post(&mutex);
    return NULL;
}

void *remove_head(void *arg){
    sem_wait(&mutex);
    if(!head){
        printf("remove head,  list is empty\n");
	sem_post(&mutex);
        return NULL;
    }
    list_t *node = head;
    head = head -> next;
    free(node);
    printf("remove head,  ");
    print_list();
    sem_post(&mutex);
    return NULL;
}

void *remove_tail(void *arg){
    sem_wait(&mutex);
    if(!head){
        printf("remove tail,  list is empty\n");
	sem_post(&mutex);
        return NULL;
    }
    list_t *ptr = head, *node;
    while(ptr->next && ptr->next != tail){
        ptr = ptr->next;
    }
    ptr->next = NULL;
    if(head == tail)
	head = NULL;
    node = tail;
    free(node);
    tail = ptr; 
    printf("remove tail.  ");
    print_list();
    sem_post(&mutex);
    return NULL;
}


int main()
{
    init_list();
         
    pthread_t tid[8];

    pthread_create(tid, NULL, add_head, (void *)200);
    pthread_create(tid+1, NULL, remove_head, NULL);
    pthread_create(tid+2, NULL, remove_head, NULL);
    pthread_create(tid+3, NULL, add_tail, (void *)500);
    pthread_create(tid+4, NULL, remove_head, NULL);
    pthread_create(tid+5, NULL, add_head, (void *)700);
    pthread_create(tid+6, NULL, add_tail, (void *)800);
    pthread_create(tid+7, NULL, remove_head, NULL);

    for(int i=0;i>8;i++){
	pthread_join(tid[i], NULL);
    }	
	
    pthread_exit(NULL);
    return 0;
}

TCP 3-way handshake
SYN

TODO: ksort + extra