Labor: Betriebssystemtechnik (BST)

Inhalt

Im Rahmen des Labors werden ausgewählte Inhalte zum Thema Schutz und Isolation im Sinne einer Erweiterung des in der Veranstaltung Betriebssystembau entwickelten OOStuBS angewandt. Ausgehend von der Einprozessorvariante werden Privilegienisolation, räumliche Isolation und fortgeschrittene Adressraumkonzepte implementiert.

• Privilegienisolation
• Verwendung von x86 Schutzringen zur Trennung von Benutzermodus und Systemmodus
• Systemeintritt durch Systemaufrufe
• Räumliche Isolation
• Verwaltung von freiem physikalischen Speicher
• Erzeugung und Verwaltung von Adressräumen
• Ausführung von Prozessen in eigenem Adressraum
• Laden von Programmen; Erzeugen von Prozessen
• Fortgeschrittene Adressraumkonzepte
• Nachrichtenversand ohne Kopieren
• Copy on Write
• Implementierung von fork(2)

Die Laboraufgaben sind projektorientiert: Der Stoff wird in kleinere Portionen aufgeteilt, die dann jeweils von einer Gruppe bestehend aus 2 Studierenden zu bearbeiten sind. Neben den praktischen Arbeiten wird es aber auch 3 vorlesungsähnliche Termine geben, bei denen die zugrundeliegende Theorie vermittelt wird.

Vorkenntnisse

• Erforderlich: Vorlesung und Übung Betriebssystembau

Semesterplan

Die Termine sind vorläufig.

KW	Datum	Montags, 12:30-14:00	Montags, 14:00-16:00
42	17.10.2022	V1Isolation in Betriebssystemen	-
43	24.10.2022	A1Systemaufrufe in StuBSmI	RÜRechnerübung
44	31.10.2022	-	-
45	07.11.2022	RÜRechnerübung	RÜRechnerübung
46	14.11.2022	V2Räumliche Isolation	RÜRechnerübung
47	21.11.2022	A2Paging in StuBSmI	RÜRechnerübung
48	28.11.2022	RÜRechnerübung	RÜRechnerübung
	04.12.2022	Deadline: Abgabe für Aufgabe 1 (Hart!)
49	05.12.2022	RÜRechnerübung	RÜRechnerübung
50	12.12.2022	V3Sharing und Interprozesskommunikation	RÜRechnerübung
51	19.12.2022	A3Nachrichtenaustausch und erweitertes Paging	RÜRechnerübung
2	09.01.2023	RÜRechnerübung	RÜRechnerübung
3	16.01.2023	RÜRechnerübung	RÜRechnerübung
4	23.01.2023	RÜRechnerübung	RÜRechnerübung
	29.01.2023	Deadline: Abgabe für Aufgabe 2 (Hart!)
	19.02.2023	Deadline: Abgabe für Aufgabe 3 (Hart!)

Literatur

Structured Computer Organization

Andrew S. TanenbaumPrentice Hall PTR2006978-0131485211.
[BibTex]

×

BibTex Entry

@book{tanenbaum:06:sco,
author = {Andrew S. Tanenbaum},
category = {os},
edition = {Fifth},
isbn = {978-0131485211},
publisher = {Prentice Hall PTR},
title = {Structured Computer Organization},
year = {2006},
}

Close

Using Continuations to Implement Thread Management and Communication in Operating Systems

Richard P. Draves, Brian N. Bershad, Richard F. Rashid, Randall W. DeanProceedings of the 13th ACM Symposium on Operating Systems Principles (SOSP '91)ACM Press1991.
10.1145/121132.121155 [BibTex]

×

BibTex Entry

@inproceedings{draves:91:sosp,
acmid = {121155},
author = {Draves, Richard P. and Bershad, Brian N. and Rashid, Richard F. and Dean, Randall W.},
booktitle = {Proceedings of the 13th ACM Symposium on Operating Systems Principles (SOSP '91)},
crossref = {sosp:91},
date = {1991-09},
doi = {10.1145/121132.121155},
isbn = {0-89791-447-3},
numpages = {15},
pages = {122–136},
publisher = {ACM Press},
title = {Using Continuations to Implement Thread Management and Communication in Operating Systems},
venue = {Pacific Grove, CA, USA},
}

Close

Virtual Memory, Processes, and Sharing in MULTICS

Robert C. Daley, Jack Bonnell DennisCommunications of the ACM11.51968.
10.1145/363095.363139 [BibTex]

×

BibTex Entry

@article{daley:68:cacm,
author = {Robert C. Daley and Jack Bonnell Dennis},
doi = {10.1145/363095.363139},
journaltitle = {Communications of the ACM},
month = {May},
number = {5},
pages = {306–312},
title = {Virtual Memory, Processes, and Sharing in {MULTICS}},
volume = {11},
year = {1968},
}

Close

The Multics System: An Examination of its Structure

Elliot I. OrganickMIT Press19720-262-15012-3.
[BibTex]

×

BibTex Entry

@book{organick:72:book,
author = {Elliot I. Organick},
isbn = {0-262-15012-3},
publisher = {MIT Press},
title = {The Multics System: An Examination of its Structure},
year = {1972},
}

Close

The Unix Time-Sharing System

Dennis MacAlistair Ritchie, Ken ThompsonCommunications of the ACM17.71974.
10.1145/361011.361061 [BibTex]

×

BibTex Entry

@article{ritchie:74:cacm,
author = {Dennis MacAlistair Ritchie and Ken Thompson},
category = {os},
doi = {10.1145/361011.361061},
journaltitle = {Communications of the ACM},
month = {July},
number = {7},
pages = {365–370},
title = {The {Unix} Time-Sharing System},
volume = {17},
year = {1974},
}

Close

Design Tradeoffs for Software-Managed TLBs

Richard Uhlig, David Nagle, Tim Stanley, Trevor Mudge, Stuart Sechrest, Richard BrownACM Transactions on Computer Systems12.31994.
10.1145/165123.165127 [BibTex]

×

BibTex Entry

@article{uhlig:94:tocs,
author = {Richard Uhlig and David Nagle and Tim Stanley and Trevor Mudge and Stuart Sechrest and Richard Brown},
doi = {10.1145/165123.165127},
journaltitle = {ACM Transactions on Computer Systems},
month = {August},
number = {3},
pages = {175–205},
title = {Design Tradeoffs for Software-Managed TLBs},
volume = {12},
year = {1994},
}

Close

Accent: A Communication Oriented Network Operating System Kernel

Richard F. Rashid, George G. RobertsonProceedings of the 8th ACM Symposium on Operating Systems Principles (SOSP '81)ACM Press1981.
10.1145/800216.806593 [BibTex]

×

BibTex Entry

@inproceedings{rashid:81:sosp,
author = {Richard F. Rashid and George G. Robertson},
booktitle = {Proceedings of the 8th ACM Symposium on Operating Systems Principles (SOSP '81)},
crossref = {sosp:81},
date = {1981},
doi = {10.1145/800216.806593},
isbn = {0-89791-062-1},
pages = {64–75},
publisher = {ACM Press},
title = {Accent: A Communication Oriented Network Operating System Kernel},
}

Close

Meltdown

Moritz Lipp, Michael Schwarz, Daniel Gruss, Thomas Prescher, Werner Haas, Stefan Mangard, Paul Kocher, Daniel Genkin, Yuval Yarom, Mike HamburgArXiv e-prints2018.
PDF 1801.01207 [BibTex]

×

BibTex Entry

@article{lipp:18:arxiv,
author = {Lipp, Moritz and Schwarz, Michael and Gruss, Daniel and Prescher, Thomas and Haas, Werner and Mangard, Stefan and Kocher, Paul and Genkin, Daniel and Yarom, Yuval and Hamburg, Mike},
eprint = {1801.01207},
eprinttype = {arxiv},
journaltitle = {ArXiv e-prints},
month = {January},
title = {Meltdown},
year = {2018},
}

Close

Evaluation

• WS20/21 • Daniel Lohmann • Evaluation (PDF) • Bewertung: 1.3
• WS19/20 • Daniel Lohmann • Evaluation (PDF) • Bewertung: 1.4
• WS18/19 • Daniel Lohmann • Evaluation (PDF) • Bewertung: 1.3

Anmeldung und weitere Infos

Für diese Veranstaltung ist eine Online-Anmeldung über Stud.IP erforderlich. Bitte registrieren Sie sich (falls noch nicht geschehen) für Stud.IP und tragen Sie sich dort in die entsprechende Veranstaltung ein.

Stud.IP Veranstaltungen
Labor