- 基础必做部分 70%：处理机调度、内存管理、进程同步与并发控制、文件系统。
- 拓展部分 30% 的（1）：Linux 内核与系统编程。
- 拓展部分 30% 的（2）：调度与性能优化。
已验证当前环境具备：
gcc、make、pthread、POSIX semaphore，可完成所有基础部分。- 当前运行内核 headers：
/lib/modules/$(uname -r)/build，可编译内核模块。 - 普通用户可完成基础实验、用户态拓展和内核模块编译；加载内核模块、安装新内核、更新 GRUB 和重启验证需要 root/sudo 权限。
- 已在完整 Linux 6.8 源码树中完成系统调用补丁构建、安装和重启验证；当前运行内核为
6.8.12-oscourse-oscourse。
因此，拓展（1）的内核模块、字符设备、/proc、/sys 已做到可编译，并提供 root 验证脚本；系统调用扩展已经完成源码、Linux 6.8 补丁、构建安装脚本和 patched kernel 运行验证。
01_scheduling/：FCFS、SJF、SRTF、RR、非抢占优先级、抢占优先级、HRRN、自适应 RR。02_memory/：动态分区 FF/BF/WF，页面置换 FIFO/LRU/OPT/Clock。03_sync/：生产者-消费者、读者-写者、公平限流的哲学家进餐。04_filesystem/：可落盘 miniFS，包含超级块、inode 表、块位图、直接块、根目录文件操作。05_linux_kernel_system/：内核模块、字符设备、/proc、/sys、系统调用扩展。06_sched_perf/：调度优化、实时调度探测、系统性能测试、并发性能优化。scripts/run_all_tests.sh：自动验收脚本。
在 OS 目录运行：
make test通过标准：
- 终端最后出现
ALL_TESTS_PASS。 build/test_outputs/下生成每个模块的输出文件。- 输出中基础模块应出现
SUMMARY、fault_rate、result=PASS、hello world等判定字段。 - 内核模块部分会生成
.ko并通过modinfo读取描述信息；这表示编译验证通过，但不表示已加载进运行内核。
只编译用户态程序：
make all只编译内核模块：
make kernel_modules处理机调度：
./bin/scheduler --input 01_scheduling/tests/processes.csv --compare --quantum 2
./bin/scheduler --input 01_scheduling/tests/processes.csv --algo rr --quantum 2判断方法：
GANTT展示进程运行顺序。RESULTS中每个进程有start/finish/turnaround/waiting/response。SUMMARY中平均周转、平均等待、平均响应和切换次数用于比较算法性能。ANALYSIS best_avg_waiting=...给出该输入下的指标最优算法。
内存管理：
./bin/memory_lab partition --algo ff --input 02_memory/tests/partition.trace
./bin/memory_lab partition --algo bf --input 02_memory/tests/partition.trace
./bin/memory_lab partition --algo wf --input 02_memory/tests/partition.trace
./bin/memory_lab paging --algo fifo --input 02_memory/tests/pages.refs
./bin/memory_lab paging --algo lru --input 02_memory/tests/pages.refs
./bin/memory_lab paging --algo opt --input 02_memory/tests/pages.refs
./bin/memory_lab paging --algo clock --input 02_memory/tests/pages.refs判断方法：
- 分区实验每个
STEP后都有MEMORY，可看到分配、释放、合并空闲区。 external_fragmentation、largest_free、free_blocks用于判断碎片。- 页面置换每个
REF都标明HIT或FAULT，SUMMARY faults=... fault_rate=...是缺页统计。
进程同步：
./bin/sync_lab producer_consumer --producers 2 --consumers 2 --items 12 --buffer 4
./bin/sync_lab readers_writers --readers 3 --writers 2 --loops 3
./bin/sync_lab dining_philosophers --philosophers 5 --meals 3判断方法：
- 生产者-消费者必须
produced == consumed == items，duplicates=0，missing=0。 - 读者-写者必须
final_value == writers * loops。 - 哲学家进餐必须每个哲学家吃到指定次数。
- 三者最终都应输出
result=PASS。
文件系统：
./bin/minifs format build/demo.img --blocks 96 --block-size 256
./bin/minifs create build/demo.img /alpha.txt
./bin/minifs write build/demo.img /alpha.txt "hello"
./bin/minifs append build/demo.img /alpha.txt " world"
./bin/minifs read build/demo.img /alpha.txt
./bin/minifs stat build/demo.img
./bin/minifs bitmap build/demo.img判断方法：
read应输出hello world。stat应显示files、data_used、data_free、metadata_blocks。bitmap中1表示已占用块，0表示空闲块；删除文件后空闲块数量会增加。
拓展（1）内核模块：
make kernel_modules
modinfo 05_linux_kernel_system/hello_module/os_hello.ko
modinfo 05_linux_kernel_system/chardev_proc_sysfs/os_lab_driver.ko有 root 权限时可进一步运行：
cd 05_linux_kernel_system/hello_module
sudo ./test_root.sh
cd ../chardev_proc_sysfs
sudo ./test_root.sh判断方法：
hello_module的dmesg应出现os_hello: hello...和os_hello: goodbye...。- 字符设备脚本应能读写
/dev/os_lab_char。 /proc/os_lab_info和/sys/class/os_lab/os_lab_char/stats应显示容量、长度、open/read/write 计数。reset后 stats 计数和长度应归零。
拓展（1）系统调用扩展：
./bin/test_os_course_syscall
05_linux_kernel_system/syscall_extension/plan_a_preflight.sh判断方法：
- 当前已重启到 patched kernel，
uname -r应输出6.8.12-oscourse-oscourse。 ./bin/test_os_course_syscall应输出SYSCALL os_course_info -> OK pid=... comm=... nr=462；在 PID namespace 隔离环境中可能额外显示user_pid=... note=pid_namespace，仍表示 syscall 返回有效 PID 和进程名。- 如果未重启到 patched kernel，用户态测试会输出
errno=38 (Function not implemented)，那说明运行内核尚未包含新 syscall。 - 当前 Linux 6.8 x86_64 native syscall 默认使用
462；如目标内核源码已经占用该号，可设置SYSCALL_NR=其他空号后重新预检和构建。
拓展（2）调度与性能：
./bin/os_perf optimize --input 06_sched_perf/tests/perf_processes.csv --quantum 3
./bin/os_perf rt --policy rr --duration-ms 30
./bin/os_perf perf --threads 2 --iters 100000
./bin/os_perf concurrency --threads 4 --iters 50000判断方法：
optimize中hrrn_optimized和adaptive_rr_optimized是改进算法，输出平均指标和最佳等待时间。rt在无 root 时通常输出SKIP_PERMISSION_OR_POLICY，这是诚实的权限边界；程序仍会完成实时调度参数探测。perf输出 wall/user/sys 时间、吞吐量、上下文切换数。concurrency比较 mutex、atomic、分片局部累加，三种总数都等于 expected 且SUMMARY result=PASS。