Inhalt

Diese Vorlesung behandelt verschiedene Aspekte und Konzepte der Konstruktion und Implementierung von mikrokernbasierten Betriebssystemen. Im ersten Teil führen wir grundlegende Mechanismen ein, die benötigt werden um effizient ein System auf einem Mikrokern zu konstruieren. Im zweiten Teil der Vorlesung stellen wir tatsächliche Systeme aufbauend auf diesen Konzepten vor. Obwohl wir die Mikrokern-Arbeiten der TU Dresden bevorzugt beleuchten, werden auch Alternativen betrachtet.

Vorherige Teilnahme an der Vorlesung zu Mikrokernkonstruktion kann helfen einige Konzepte schneller zu verstehen, ist aber nicht erforderlich. Tatsächlich empfehlen wir, diese Vorlesung hier zuerst zu hören.

Zusätzlich zu dieser Vorlesung bieten wir auch ein Komplexpraktikum, in welchem Gruppen von 2-4 Studenten Teile eines Betriebssystems auf einem L4-Mikrokern bauen. Wir ermutigen Studenten zur Teilnahme an diesem Praktikum.

Folien (nur in Englisch)

1. Einleitung
2. Threads
3. Inter-Prozess-Kommunikation
4. Speicher
5. Echtzeit
6. Gerätetreiber
7. Ressourcenverwaltung
8. Skalierbarkeit und Heterogenität
9. Wiederverwendung
10. Virtualisierung
11. Sicherheits-Architekturen
12. Trusted Computing
13. Operating Systems vs. Fault Tolerance

Übungen

Wir führen zwei Arten von Übungen durch. Praktische Übungen bieten die Möglichkeit direkte Erfahrungen mit in der Vorlesung behandelter Software zu sammeln. Papier-Lese-Übungen trainieren das Lesen wissenschaftlicher Arbeiten ("Papiere") und sollen Diskussionen über Forschungsideen anregen. Inhalte aller Übungen sind prüfungsrelevant.

Praktische Übungen

5. November 2019, Raum APB E069

Einführung

19. November 2019, Raum APB E069

Interprozess-Kommunikation (Lösung)

28. Januar 2020, Raum APB E069 (beginnt 14:50, wird möglicherweise in den 16:40 Uhr-Slot verlängert)

Exception Handling im User Space Schritte, Quellcode, Lösung (executor.cc)

Papier-Lesen

In Vorbereitung auf diese Übungen wird verlangt, dass alle Teilnehmer das Papier gelesen haben. Weiterhin sollen mindestens drei Fragen zum Thema des Papiers vorbereitet sein. Diese können nicht verstandene Aspekte oder nicht überzeugende Argumente beinhalten, sowie Ideen, die beim Lesen aufkommen. Von jedem wird erwartet, das Papier während der Übung zusammenfassen zu können und die Fragen zu diskutieren.

29. Oktober 2019

Per Brinch Hansen: „The Nucleus of a Multiprogramming System“

3. Dezember 2019

Galen Hunt: „Singularity: Rethinking the Software Stack“

17. Dezember 2019

Donald E. Porter et al.: „Rethinking the library OS from the top down“

21. Januar 2020

Bryan Ford, Mike Hibler, Jay Lepreau, Patrick Tullmann, Godmar Back, Stephen Clawson: „Microkernels meet Recursive Virtual Machines“