第三届中国Rust开发者大会 Rust OS 开源操作系统训练营的教与学 李明 清华大学 2023-6-17 Rust China Conf 2023 Rust OS 开源操作系统训练营的教与学 1 Rust OS 开源训练营的起因和发展 Title Title Title 开源操作系统训练营的起源（2020年） 陈渝老师 向勇老师 OS Tutorial Summer 影响并培养更多的人学会写操作系统 每年为高校和企业培养1000名操作系统开发人才 参加训练营要回答的三个问题 你为什么要来参加这个活动？ 为什么要以开源 的方式来参与？ 我们如何能把这些 知识技能学到？ Rust OS 开源操作系统训练营的教与学 2 开源训练营的总体规划和教学实践 教什么？怎么学？ 在读本科生 在读研究生 已工作 52% 18% 30% Rust 语言编程 RISC-V • 2022：米明恒《操作系统调试器VSCode插件系统架构设计与实现》 • 2023：周子琪/周毅《ArceOS在华山派CV1811H上的移植》 • 2023：齐呈祥《hypercraft 开源项目》 学习博客 http://rcore-os.cn/blog/ 学习操作系统，锤炼个人核心技能 # 个人成长 12周持续输入，考验耐力与坚持 # 连续培训 # 适度竞争 1 四阶段提升，不断增强学习成就感

华中科技大学 网络空间安全学院 2023年6月 本次演讲…… 关于我…… • 笔名洛佳 • 华中科技大学网络空间安全学院研一 在读（导师：周威老师） • 研究方向：物联网安全、系统安全 • 热爱开源，乐于尝试新技术 • RustSBI项目维护者 • 致力于向科研、教学和产业界推广 Rust语言 汲取Rust嵌入式和操作系统生态经验，总 结而成的新一代驱动开发方法。动、静态 基地址结合，高灵活性；一次开发，同时 。可 结 合 过 程 宏 等 工 程 设 计 ，提 高 开 发 效 率 。 2 1 世 纪 的 驱 动 程 序 同 系 列 芯 片 可 共 用 驱 动 ，同 系 列 外 设 驱 动 可 复 用 。对 接 业 界 及 开 源 成 熟 标 准 ，新 芯 片 系 统 开 箱 即 用 ，与 成 熟 组 件 自 由 组 合 。 高 可 复 用 、 生 态 融 合 动 、静 态 基 地 址 结 合 ，零 开 架 ，快 速 验 证 组 件 。 灵 活 、 高 效 、 低 成 本 从 基 础 算 法 到 文 件 、网 络 ，操 作 系 统 的 各 个 部 分 可 拆 为 组 件 。灵 活 组 合 组 件 ，构 成 符 合 应 用 需 求 的 组 件 化 操 作 系 统 。 系 统 软 件 开 发 新 模 式 组 件 化 驱 动 组件化驱动的组成方法 寄 存 器 表 示 外 设 功 能 抽 象

这份学习笔记是在学习 Rust 的过程中的记录，主要基于《Rust 程序设计语言- 简体中文版》和《RustPrimer》两份开源书籍。 上面两本书籍相对全面，但对部分初学者可能更为深奥一些，尤其是之前没有 接触过 C/C++ 和 Rust 语言的读者。在学习过程中我对二份开源书籍进行了适 合的整理，又加入了一些自己学习过程中新添加的内容，于是就有了这份学习 笔记。这份学习笔记的主要贡献在于涵盖了所有工程上基于 Array 的大小是存在一些问题的。 一个 Slice 的表达式可以为如下: &[T] 或者 &mut [T]。 这里&符号是一个难点，我们不妨放开这个符号，简单的把它看成是 Slice 的规 定。另外，同样的，Slice 也是可以通过下标的方式访问其元素，下标也是从 0 开始。 可以这么声明并使用一个 Slice： let arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6]; let

工具、嵌入式设备、音视频分析与转码、加密货币、生物信息学、搜索引擎、物联网 （IOT）程序、机器学习，甚至是 Firefox 浏览器的重要部分。 7/600 Rust 程序设计语言 简体中文版 开源开发者 Rust 适合那些希望构建 Rust 编程语言、社区、开发工具和库的开发者。我们非常欢迎你为 Rust 语言作出贡献。 重视速度和稳定性的开发者 Rust 适合那些渴望在编程语言中寻求速度与稳定性的开发者。对于速度来说，既是指 现在我们有了一个外部依赖，Cargo 从 registry 上获取所有包的最新版本信息，这是一份来自 Crates.io 的数据拷贝。Crates.io 是 Rust 生态环境中的开发者们向他人贡献 Rust 开源项目的 地方。 在更新完 registry 后，Cargo 检查 [dependencies] 片段并下载列表中包含但还未下载的 crates。本例中，虽然只声明了 rand 一个依赖，然而 Cargo 的核心功能（之一）是 所有权（ownership）。虽然该功能很容易解释，但它对语言的其 他部分有着深刻的影响。 所有程序都必须管理其运行时使用计算机内存的方式。一些语言中具有垃圾回收机制，在程序 运行时有规律地寻找不再使用的内存；在另一些语言中，程序员必须亲自分配和释放内存。 Rust 则选择了第三种方式：通过所有权系统管理内存，编译器在编译时会根据一系列的规则 进行检查。如果违反了任何这些规则，程序都

算法犹如美妙的交响乐，每一行代码都像韵律般流淌。 愿这本书在你的脑海中轻轻响起，留下独特而深刻的旋律。 第 0 章 前言 hello‑algo.com 2 0.1 关于本书 本项目旨在创建一本开源、免费、对新手友好的数据结构与算法入门教程。 ‧ 全书采用动画图解，结构化地讲解数据结构与算法知识，内容清晰易懂，学习曲线平滑。 ‧ 算法源代码皆可一键运行，支持 Python、C++、Java 算法：搜索、排序、分治、回溯、动态规划、贪心等算法的定义、优缺点、效率、应用场景、解题步骤 和示例问题等。 第 0 章 前言 hello‑algo.com 3 图 0‑1 本书主要内容 0.1.3 致谢 本书在开源社区众多贡献者的共同努力下不断完善。感谢每一位投入时间与精力的撰稿人，他们是（按照 GitHub 自动生成的顺序）：krahets、Gonglja、nuomi1、codingonion、Reano 第一行代码“Hello World!”的 美好回忆； ‧ 感谢校铨在知识产权方面提供的专业帮助，这对本开源书的完善起到了重要作用； ‧ 感谢苏潼为本书设计了精美的封面和 logo ，并在我的强迫症的驱使下多次耐心修改； ‧ 感谢 @squidfunk 提供的排版建议，以及他开发的开源文档主题 Material‑for‑MkDocs 。 在写作过程中，我阅读了许多关于数据结构与算法的教材和

算法犹如美妙的交响乐，每一行代码都像韵律般流淌。 愿这本书在你的脑海中轻轻响起，留下独特而深刻的旋律。 第 0 章 前言 www.hello‑algo.com 2 0.1 关于本书 本项目旨在创建一本开源、免费、对新手友好的数据结构与算法入门教程。 ‧ 全书采用动画图解，内容清晰易懂、学习曲线平滑，引导初学者探索数据结构与算法的知识地图。 ‧ 源代码可一键运行，帮助读者在练习中提升编程技能，了解算法工作原理和数据结构底层实现。 算法：搜索、排序、分治、回溯、动态规划、贪心等算法的定义、优缺点、效率、应用场景、解题步骤 和示例问题等。 第 0 章 前言 www.hello‑algo.com 3 图 0‑1 本书主要内容 0.1.3 致谢 本书在开源社区众多贡献者的共同努力下不断完善。感谢每一位投入时间与精力的撰稿人，他们是（按照 GitHub 自动生成的顺序）：krahets、coderonion、Gonglja、nuomi1、Reanon 第一行代码“Hello World!”的 美好回忆； ‧ 感谢校铨在知识产权方面提供的专业帮助，这对本开源书的完善起到了重要作用； ‧ 感谢苏潼为本书设计了精美的封面和 logo ，并在我的强迫症的驱使下多次耐心修改； ‧ 感谢 @squidfunk 提供的排版建议，以及他开发的开源文档主题 Material‑for‑MkDocs 。 在写作过程中，我阅读了许多关于数据结构与算法的教材和

算法犹如美妙的交响乐，每一行代码都像韵律般流淌。 愿这本书在你的脑海中轻轻响起，留下独特而深刻的旋律。 第 0 章 前言 hello‑algo.com 2 0.1 关于本书 本项目旨在创建一本开源、免费、对新手友好的数据结构与算法入门教程。 ‧ 全书采用动画图解，结构化地讲解数据结构与算法知识，内容清晰易懂，学习曲线平滑。 ‧ 算法源代码皆可一键运行，支持 Python、C++、Java 算法：搜索、排序、分治、回溯、动态规划、贪心等算法的定义、优缺点、效率、应用场景、解题步骤 和示例问题等。 第 0 章 前言 hello‑algo.com 3 图 0‑1 本书主要内容 0.1.3 致谢 本书在开源社区众多贡献者的共同努力下不断完善。感谢每一位投入时间与精力的撰稿人，他们是（按照 GitHub 自动生成的顺序）：krahets、codingonion、nuomi1、Gonglja、Reano 第一行代码“Hello World!”的 美好回忆； ‧ 感谢校铨在知识产权方面提供的专业帮助，这对本开源书的完善起到了重要作用； ‧ 感谢苏潼为本书设计了精美的封面和 logo ，并在我的强迫症的驱使下多次耐心修改； ‧ 感谢 @squidfunk 提供的排版建议，以及他开发的开源文档主题 Material‑for‑MkDocs 。 在写作过程中，我阅读了许多关于数据结构与算法的教材和

完成各种任务，包括命令行工具、Web 服务、 DevOps 工具、嵌入式设备、音视频分析与转码、加密货币、生物信息学、搜索引擎、物联网 （IOT）程序、机器学习，甚至是 Firefox 浏览器的重要部分。 开源开发者 Rust 适合那些希望构建 Rust 编程语言、社区、开发工具和库的开发者。我们非常欢迎你为 Rust 语言作出贡献。 7/562Rust 程序设计语言 简体中文版 重视速度和稳定性的开发者 简体中文版 现在我们有了一个外部依赖，Cargo 从 registry 上获取所有包的最新版本信息，这是一份来自 Crates.io 的数据副本。Crates.io 是 Rust 生态系统中，人们发布其开源 Rust 项目的平台，供 他人使用。 在更新完 registry 后，Cargo 检查 [dependencies] section 并下载列表中包含但还未下载的 crate。本例中，虽然只声明了 运行时有规律地寻找不再使用的 内存；在另一些语言中，程序员必须亲自分配和释放内存。Rust 则选择了第三种方式：通过 所有权系统管理内存，编译器在编译时会根据一系列的规则进行检查。如果违反了任何这些规 则，程序都不能编译。在运行时，所有权系统的任何功能都不会减慢程序的运行。 因为所有权对很多程序员来说都是一个新概念，需要一些时间来适应。好消息是随着你对 Rust 和所有权系统的规则越来越有经验，

that gap. • Soong 与 Bazel 有许多相似之处，后者是 Blaze 的开源变体（在 google3 中使用）。 • 我们计划逐渐在 Android，ChromeOS 和 Fuchsia 中采用 Bazel 进行开发。 • 对所有 Rust 操作系统开发者而言，了解类似 Bazel 的构建规都很有用。 • 趣味小知识：《星际迷航》中的数据是 Soong 类型的 Android。 如果此政策随时间而发生变化，则本课程也会随之更新。 226 第 43 部分 Build rules Rust 代码通常使用 cargo 构建而成。为提高效率，Chromium 使用 gn 和 ninja 进行构建，其静态规 则支持实现最大程度的并行处理。Rust 也不例外。 Adding Rust code to Chromium 在一些现有的 Chromium BUILD.gn 文件中，声明 rust_static_library：

generics and error handling. コースの最新バージョンは https://google.github.io/comprehensive-rust/ にあります。 他の場所でお読みの場合は、そちらで最新情報をご確認ください。 The course is available in other languages. Select your preferred language in the 練習問題は個人か小さいグループで解いてください。回答をレビューする時間も含め、各練習問 題に 30~45 分を費やします。受講者が行き詰まっているかどうか、何か質問があるかなど確認し てください。複数の受講者が同じ問題で詰まっている場合、クラス全体に対してそれを共有し、解 決策を提供してください。例えば、探している情報が標準ライブラリのどこにあるかを示す、な ど。 以上です。運営頑張ってください！皆さんにとっても楽しい時間になりますように！ available either as of their last update or synced to the latest version of the course. この取り組みにご協力いただける場合は、our instructions をご覧ください。翻訳は issue tracker で 管理されています。 17 第 2 章 Cargoの使用 Rust を学び始めると、まもなく Rust