操作系统不只是一门需要记住的课，更是一个可以亲手搭建起来的系统。
这里是上海交通大学 IPADS 实验室的计算机系统课程材料。我们想介绍操作系统，更想以一位操作系统开发者的视角，带你走进它的内部。
说起操作系统，很多人最先想到的是一串名词：进程、虚拟内存、调度、文件系统……它们出现在每一本教材里，却很少被真正“看见”。
我们想换一种方式：不把操作系统当作需要背诵的黑盒，而是请你坐到开发者的位置上。
你将从机器上电后执行的第一条指令出发，一步步让一个真实的微内核运转起来：它如何接管硬件，如何管理内存，如何让程序在多个核心上并发执行，又如何让彼此隔离的进程相互协作。每向前一步，你面对的都是操作系统开发者真实会遇到的问题：
- 这一层要向上提供什么抽象？ 进程、地址空间、文件，都是为上层精心设计的“假象”。
- 它又依赖下层的哪些机制？ 异常级别、页表、中断，抽象从来不是凭空而来的。
- 出了问题怎么办？ 读源码、下断点、看寄存器，像开发者一样调试。
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从机制出发 不止于“是什么”，更追问“如何实现”，答案就在真实内核的源码里 |
自底向上 从位与字节、指令与处理器，一直到内核与上层应用，每一层都建立在下一层之上 |
像开发者一样调试 QEMU、GDB、objdump 是日常工具，读源码（RTFSC）是基本功 |
跑在真实硬件上 面向 AArch64 架构，既能在 QEMU 中模拟，也能在树莓派开发板上运行 |
- 计算机系统基础（ICS）是地基。 以 CS:APP 为蓝本，先弄清程序如何在机器上运行：数据如何表示、指令如何执行、内存如何分配、机器之间如何通信。我们也会用同样的系统视角，去审视大模型推理、AI Agent 这样的现代负载。
- 操作系统（OS）是主角。 基于 IPADS 自研的 ChCore 微内核，你会亲手补全一个能在 AArch64 上启动、管理内存、调度线程、进行进程间通信并提供文件系统的操作系统。
Tip
走完这条路，你可以在树莓派上用自己 DIY 的 ChCore 内核运行宝可梦游戏、调用 DeepSeek、在本地运行 Qwen-1.5B……
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前置课程“计算机系统基础”（ICS / CS:APP）的实验，为操作系统打下地基 |
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OS 实验依赖 Docker。推荐使用 VS Code 打开 OS-Labs/ 目录并进入 Dev Container，即可获得预装好的完整工具链。
git clone https://github.com/SJTU-IPADS/OS-Course-Lab.git
cd OS-Course-Lab/OS-Labs/Lab1
make build # 编译内核
make qemu # 在 QEMU 模拟的树莓派上运行
make grade # 本地评分Important
Windows 用户请先开启开发者模式，并使用 git clone -c core.symlinks=true ... 克隆仓库。更多平台相关的注意事项见手册中的如何开始实验。
ICS 实验的要求与评测方式请参阅 ICS-Labs/ 下各实验目录中的说明文档。
如果你有任何建议或更正意见，欢迎提交 Issue 或 Pull Request，让我们一起把实验做得更好。提交前请先阅读贡献指南：
- 提交信息遵循 Conventional Commits 规范（允许的类型见
.commitlintrc.json），例如fix(lab2): ...、docs: ... - 实验手册经 markdownlint 检查，合入
main后由 GitHub Actions 自动构建并发布到 GitHub Pages
- 代码采用木兰宽松许可证第 2 版（Mulan PSL v2）。
- ICS 实验中源自 CS:APP 的实验框架版权归 R. Bryant 与 D. O'Hallaron 所有，经 David O'Hallaron 教授授权使用；IPADS 修改的部分采用 Mulan PSL v2。
- OS 实验文档采用 CC BY-NC-SA 4.0 协议。
Made with ❤️ by IPADS, Shanghai Jiao Tong University
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