Thinking, Dreaming, Flying

关于gleery kernel 的介绍似乎早就应该开始了。 gleery是一个非常tiny的os kernel，其实就它目前的功能来说只是一个bootstrap plus版。虽然功能很简单，但是学到的东西还是非常多的，而且最困难的部分也已经被跨越了。

gleery os kernel主要是大四上完成的，实现一个自己的os kernel总是一件很让人感兴趣的事情。我首先从阅读《自己动手写操作系统》一书开始，作为内核领域内的新手，这样的一本入门级的指导书可以省去很多盲 目的尝试。操作系统内核的编写在一开始的时候其实是面向机器的编程，需要了解很多Intel处理器的相关知识和汇编指令的工作方式。我觉得这是最困难的部 分，一旦克服了这一关，后面的工作就是纯粹的软件设计和实现的工作了。在编写的过程中我参考了很多资料，包括minix源代码，linux早前版本的源代 码，以及Intel处理器的手册和一些其他资料。

我执意要在Windows上开发这个os，所以也遇到了很多障碍。之前就花了很多时间去弄清楚怎么将gcc编译的obj文件和nasmw编译的o文 件链接到一起，并且声称没有PE头或ELF头的二进制程序。这方面的资料很少，因为大多数人都是在linux上做开发。不过在windows上的开发也给 我带来很大的便利，比如我用source insight建立工程极大的方便了代码的编写和阅读。

下面介绍一下我在开发中使用的开发环境和工具：

source insight：编辑器，以及minix代码的阅读器，同时提供了一键编译和一键调试功能。

一键编译主要是设置source insight 调用make.exe实现了，主要的流程在makefile文件里面控制。

一键调试则是调用bochs的程序，设置启动参数实现的。

有了这两个功能，开发过程就变得非常舒适了，代码的修改和调试可以马上看到结果。在此之前我需要在命令行里面编译代码，然后手动运行bochs，如果需要频繁的改动然后查看结果，效率会非常低。

编译器： dev C++ 中自带的mingw， 以及nasmw。

自定义的工具：自己用C写了一些工具用来生成最后的软盘镜像。

这次决定发布的版本只是一个demo版，仅仅演示了时钟和键盘中断的效果，以及一个IDLE进程。以后会发布一个更加完善的版本。

你可以从http://code.google.com/p/gleery/上check out到源代码

今天在写程序是时候遇到一个很诡异的内存问题，程序没有缓存任何东西，但是却使用了1G的内存。Java程序出现内存问题一样非常难以调试，由于是 程序自动回收，反而难以从程序本身入手。通常的原因是使用了对象却没有释放，也许我们认为应该释放了，但实际却没有被释放，或者在一些被封装的很深的地方 占用了大量的内存而没有被程序员所察觉。

Java里面有一些能够帮助找到内存泄漏的程序，其中Java Memory Profiler比较好用，免费的工具而且是图形化的界面。跑了一便程序后发现在jdbc哪里累计了很多的内存。回头来检查程序，发现唯一有可能的地方是 Connection，之前不是很确定应该每次使用时创建新的Connection还是是使用一个，Java的文档里面也并没有说使用 Connection应该注意什么。所以 便共享了一个Connection。改了程序后再跑，发现内存果然没有飞涨了。很明显Connection会使得数据库操作中的大量对象无法被释放，从而 导致内存泄漏，每次创建新的Connection，使用完后释放则没有问题。仔细想想Connection更多保存着和数据库操作相关的本地对象，对于数 据库来说维持一个Connection，在不做任何操作的情况下并不是太大的负担。

之后在网上找了一下，看到有一个人遇到和我类似的问题，页面在这里 。

把他的代码转过来

1. Connection conn = null;
2. ResultSet rs = null;
3. PreparedStatement pss = null;
4. try
5. {
6. conn = dataSource.getConnection(USERID,PASSWORD);
7. pss = conn.prepareStatement(“SELECT SAVESERIALZEDDATA
8. FROM SESSION.PINGSESSION3DATA WHERE SESSIONKEY = ?“);
9. pss.setString(1,sessionKey);
10. rs = pss.executeQuery();
11. pss.close();
12. conn.close();
13. }
14. catch (Throwable t)
15. {
16. // Insert Appropriate Error Handling Here
17. }
18. finally
19. {
20. // The finally clause is always executed - even in error
21. // conditions PreparedStatements and Connections will always be closed
22. try
23. {
24. if (pss != null)
25. pss.close();
26. }
27. catch(Exception e) {}
29. try
30. {
31. if (conn != null)
32. conn.close();
33. }
34. catch (Exception e){}
35. }
36. }

今天小试了一下OpenMP，VS2005和08版都支持OpenMP。 在工程选项的语言栏启用OpenMP的支持，还要记得在文件里面添加， 如果忘记添加这个头文件，运行的时候会提示缺少vcompd.dll。
一个简单的使用OpenMP进行并行优化的程序如下：
#include <stdio.h>
#include <omp.h>

int main(int argc, char * argv[])
{
#pragma omp parallel for
for (int i = 0; i < 10; ++ i)
{
printf(”%d”, i);
}

getchar();
return 0;
}

第二个例子看起来是这样的：

#include <stdio.h>
#include <omp.h>
#include <ctime>

int main(int argc, char * argv[])
{
clock_t t1 = clock();
int sum = 0;
#pragma omp parallel for
for (int i = 0; i < 1000000; ++ i)
{
sum += sum;
}
printf(”\ntime:%d\n”, clock() - t1);

printf(”%d\n”, sum);

sum = 0;
for (int i = 0; i < 1000000; ++ i)
{
sum = (sum + i);
}

printf(”%d”, sum);
getchar();
return 0;

}

在跑这个程序的时候我发现启用了多线程for的程序所耗费的时间反而远远多于正常运行的时间。
注意到在循环中 sum是一个共享变量， 如果要在多线程中正确对其累加是要使用同步锁的。
实际运行会发现，累加的结果和实际的并不相符，也就是说OpenMP这里只是做了简单的分割。
而且由于伪共享的问题，会使得Cache失效，从而增加了运行时间。

正确的代码如下：

#include <stdio.h>
#include <omp.h>
#include <ctime>

int main(int argc, char * argv[])
{
clock_t t1 = clock();
int sum = 0;
#pragma omp parallel for reduction(+: sum)
for (int i = 0; i < 1000000; ++ i)
{
sum += sum;
}
printf(”\ntime:%d\n”, clock() - t1);

printf(”%d\n”, sum);

sum = 0;
for (int i = 0; i < 1000000; ++ i)
{
sum = (sum + i);
}

printf(”%d”, sum);
getchar();
return 0;
}

增加的reduction表示每个线程使用本地的sum进行操作，在并行代码块结束后进行reduction操作，reduction的语法是

reduction(operation:var)

这里我们使用+号作为operation, 即进行累加，这样修改过以后，程序达到了并行的效果，而且得到了正确的结果。

从这个问题我们可以看出并行程序设计和传统程序在思维上的不同，对于大多数习惯了串行程序的程序员来说，要写出正确的并行程序并不容易。

一直懒得写新的东西，pongba在他的博客上推荐大家从现在开始写博客，虽然一直也有这样的想法，却从来没有付诸实践。要想像pongba那样每次都写出一片精彩的长篇更是目前看起来相当困难的一件事，毕竟自己的写作功底还不行哈。所以决定从贴上几篇以前散落在其他地方的文章开始，丰富自己博客的内容。最近打算写的是语言与内存管理，希望能够将各种语言及其内存管 理的策略做一个介绍，目前还在写作中，以后再慢慢贴出来。

另外决定给博客换个主题，新的主题貌似很流行呢，在wordpress的主题下载里排第二，的确是很好看，所以就不管是不是和别人的一样了，先拿来用着。