核心三章，第二卷：中斷返回
來跟大夥嘮會
你們好，我是清朝老兵。
我是catme0w，你可能已經在排行榜見過我的名字了。
去年這個時候，我已經來過一次了。為什麼我會再來一次？馬上揭曉答案。
在繼續之前，你可以先看看我上一次留下的記錄：2023開源作業系統訓練營第二階段總結報告-CatMe0w。
和上次一樣，我的日誌裡不會有太多關於技術的流水賬。如果你想看一個不錯的故事，那你來對地方了；如果你還在rCore中掙扎，正在尋找一些攻略，那麼我也不會讓你白跑一趟，接好了：
寫在最前，太長不看攻略：你可能需要的建議
- 強烈建議關閉Copilot或Codeium等程式碼補全器，它們完全無法理解核心，對於系統程式設計幾乎一無是處；它們產生出的程式碼會浪費你非常多的時間。
- 小黃鴨除錯法或許會有幫助。
- 在你100%理解程式碼庫之前，你是做不出題目的。相信我。
- 完全理解程式碼庫之後，先構思好你準備要做的東西，否則出場即大改。
- 做好因方向錯誤而大改的準備。
- 小心#[repr(C)]。
- rustsbi-qemu可能非常不穩定，遇到靈異現象？換個QEMU版本試試；如果你在用Apple Silicon，也換臺機器試試。
- gdb或許很低效，多插trace!()。
未講述的往事
如果你看了上邊我參加去年訓練營時的記錄，你應該已經瞭解到，當時，我在ch5就停滯下來然後退出了。我其實內心是有些後悔的，覺得自己當時並沒有看起來的那麼忙，是自己的懶惰造成不得不退出的結局。
縱使rCore從不是什麼大事，我還是覺得“抬不起頭”，之後也從未和別人再提起這個精緻的小作業系統，就好像未曾發生過。
我會自己寫一個作業系統嗎？也許永遠不會吧。就當是一場夢。我這麼想。
次年夏天。
在一個非常非常偶然的機會，我瞭解到我的一位朋友參加了今年春季的訓練營。而我們之間最大的不同，便是我自始至終都只抱著“60分萬歲”一般的態度，指望著能混到晉級就是勝利，而他從一開始的目標就是榜一。
我彷彿捱了一記響亮的耳光：做不到，只是因為不想。
所幸，訓練營從不禁止清朝老兵（而且現在還越來越多了！），我有機會為rCore重新補上一個完美結局。
rustlings II
我也是Rust老兵了，這100題，不是把我去年的補丁直接合過來便是？
然而從今年開始，rustlings多加了十道演算法題，成了110題。清朝老兵遇到了它的第一個障礙！
我瞭解Rust的脾氣，知道什麼資料結構得開unsafe，只是我已經很長時間沒有摸過演算法題了，更沒有用過Rust寫演算法題，一開啟，滿屏的泛型讓我虎軀一震。
這需要一點時間……不過，仍然只是小插曲。讓我們直面恐懼，走向rCore吧。
rCore II
實不相瞞，我去年壓根沒看懂rCore的教程，我的確是一路完成到了ch5，可除了ch3以外，我自己都不知道我寫了什麼東西，我的程式碼以一種連我自己都無法理解的方式執行起來，大概純粹是碰對了測例而已。
往好處想，將功補過的機會來了；往壞處想，這相當於一點經驗都沒有了！
ch3
沒有什麼困難，憑藉著清朝時期的記憶，我還記得ch3要在哪裡加上什麼。迅速結束戰鬥。
ch4
我至今都認為，ch4記憶體管理這一章是整個rCore難度最大的部分，至少在知識上是如此！題目本身反而是不那麼難的，程式碼量不大，理解記憶體管理的情況下應該很快能找到正確的路；可如果對記憶體模型有哪怕一丟丟一知半解，你都會在ch4的題目上擁有一段不愉快的時光。
嗯，我承認我是後者……
ch5
ch5做的是什麼來著？我又給忘了。它就是如此沒有存在感，前後的ch4和ch6都是令人大叫的程度，相比之下，ch5就有些難以給人留下深刻印象了。
哦想起來了是spawn。好像還真沒有太多可以說的，在經歷過前兩章的毒打之後，你應該能很快處理完這一章。
ch6
我抵達了我之前沒能征服的地方，硬骨頭來了。至此，rCore才真正展現出它的威力，BOSS進入二階段了！
ch6在知識上稍輕鬆些，但題目的難度卻和教材文字完全不成比例。題目的難點在於非常的繞，為了改動某個功能，你可能需要前後在許多不同的地方修改一連串程式碼，更不必提這個在核心之外的模組很難除錯。
到這裡，有件事我一定要罵：用Rust程式設計，有時真的很讓人沮喪。
人們總是說“編譯期攔住錯誤比事後debug更好”，可是隻有自己才知道，用Arc啊，Mutex啊那些東西的時候有多令人不快：它明明就在這裡，就是這麼直觀，但就是不讓你用。
當天中午11點，我已經幾乎完成了ch6的功能實現，我想著，ch6透過就去吃午飯。
你能猜到這樣立flag將會如何發展。
晚上11點的我：😅
ch8
就快結束了！最開始看到ch8教程的時候，我心中竊喜：這麼簡單啊！就好像回到了ch3一樣！
題目要求也很簡單，甚至詳盡地描述了要實現的每個細節。
上機開寫，很快就通過了互斥鎖的測例，訊號量的第一個測例也很快通過了。只剩最後一個測例了，馬上就可以結局了！
然後我就在這“最後一個測例上”卡了十多個小時。🌚
要麼是第一個測試不過，要麼是第二個，兩個測例呈現出完全不可理解的結果。可是無論我怎麼檢查自己的程式碼，在能插的地方都插滿了log，發現每個步驟確實都與預期中的相符，可為什麼結果就是不對呢？我也沒有理解錯題意啊？
“我也沒有理解錯題意”……等等。
會不會真是我把題目弄錯了？我會不會實現了一個錯誤的演算法？
走投無路之下，我開始直接寫這個演算法的證明，很快發現，（按我理解的）這個演算法根本無法檢測任何死鎖！
題目在演算法的描述上，確實有些混亂和容易誤導人。我意識到我該尋求外部資料了，到此時，我才終於知道這就是Dijkstra的銀行家演算法。
在查看了這個演算法的精確描述後，我才終於弄明白我出問題的地方：need矩陣，只減不增，更絕非我最初理解的從0開始增長。
終於，所有測例都能通過了，ch8結束了，可是我卻有些哭笑不得，因為這麼愚蠢和缺乏技術含量的原因卡住，感覺自己有些像是被戲弄了。
rCore EnCore
感謝你還有耐心看到這裡。也許你已經留意到，我在今年的排行榜上是榜一。
二階段classroom放出之後，我使用的是補丁方式提交，因而在補丁裡還留有當時的實際完成時間：9月21日。
在我完成rustlings之後，也就是今年報名剛開的那個週末，我把整個週末的全部時間都投入到速通rCore上了。
不為別的，我就想給去年的自己一個耳光。
尾聲
做rCore實驗的過程，前半程就是一籌莫展：你看了半天文件，感覺自己好像會了，一開啟程式碼卻發現兩眼一抹黑，根本不知道在幹什麼。
然後你花了很長時間終於大致摸清楚程式碼結構了，一準備開始寫，發現還是一籌莫展，都不知道要寫什麼東西。
過了不知道多久，終於你有了一個差不多的思路，可以開始寫了，此時，你來到了後半程。
你可能用了不太長的時間就寫出來，也可能很久，但一定是跑不起來的。
接下來你會用幾十個小時的時間去除錯，gdb或者插滿trace!()。
然而即使用了gdb也沒有太大幫助，因為錯誤往往出現在你想象不到的地方。
有的時候你會發現測試用例能過，甚至是隨機性可以過，有的時候會發現QEMU直接一動不動——rustsbi-qemu並不穩定。
當你第一次發現測試能過的時候，哪怕只是機率性成功，你以為自己離勝利近了，但你很快，或者很久以後才發現，方向完全錯了，你必須全部推倒重來。
這種事將會反覆發生。
最後，你離最終的目標越來越近，但每次都總差那麼一點，你不禁懷疑自己是否真的在接近終點，還是又一次搞錯了方向。
到了最後，你可能都記不清這中間到底推翻了多少次，改了多少個細節。你不再期待一蹴而就，而是學會了享受每次解決一個小問題的成就感。
不管失敗多少次，推倒多少次，你已經比一開始那個兩眼一抹黑的自己強太多了。也許方向錯了，程式碼推倒重來，但至少，你知道自己在進步，哪怕每一步都很艱難。最終你會發現，這些反覆掙扎的瞬間，才是整個過程裡最有價值的部分。
尾聲之後
“我會自己寫一個作業系統嗎？”
會的。
我回想起一件事，是在我很小的時候發生過的，我已經很難分辨究竟是什麼時候了。
人們在討論《30天自制作業系統》這本書。
當時的我想，啊，這竟然是可能的嗎？這本書一定很厚，很難懂……
在那時的我眼裡，除開最終呈現給使用者的應用程式，其餘關於計算機的一切都是魔法煙霧構成的黑盒——麻瓜弄不明白。
但在這麼多年之後，我終於明白，做不到，只是因為不想。
我們都可以。
訓練營只是一個開始，在這之後，還有更廣袤的世界等待著探索。