OSLab TraceBench 是一个面向操作系统机制建模与 Linux 运行态观测的 C/Linux 研究型仓库。项目同时提供确定性的用户态 OS 机制模型、基于 /proc 的 Linux 内核观测模块，以及用于 CPU、内存和 I/O 压力采样的 TraceBench 工具，便于在 Ubuntu VM 中复现系统行为并生成可分析的数据材料。
本仓库包含三个可独立使用的部分：
basic/：处理机调度、内存管理、进程同步和内存型文件系统的 C 命令行模型。extension/oslab_monitor/：Linux 内核模块和用户态 CLI，通过/proc/oslab_monitor/导出进程和内存状态。extension/tracebench/：用户态资源压力与采样工具，将 PSI、cgroup v2 和可选oslab_monitor指标写入 CSV、摘要和 Markdown 报告。
本项目不修改 Linux 内核源码，不替换宿主机调度器，也不提供 GUI 或 Web 服务。所有内核相关能力均限制在可加载内核模块和 /proc 接口内。
- 对比 FCFS、SJF、RR 和优先级调度在固定输入下的时间线和平均指标。
- 观察动态分区分配、回收、合并以及 FIFO/LRU 页面置换过程。
- 运行生产者-消费者、读者-写者和哲学家进餐并发模型，检查同步行为和终止性。
- 在 Ubuntu VM 中加载
oslab_monitor.ko，直接读取真实 Linux 进程、调度和内存字段。 - 使用 TraceBench 生成 CPU、内存和 I/O 压力，同时采样 PSI、cgroup v2 和可选内核观测指标。
- 生成
samples.csv、summary.txt和 Markdown 运行报告，用于系统行为分析和复现实验数据。
基础用户态模块：
Linux
gcc
make
bash
pthread
内核模块和 TraceBench 完整验证：
Ubuntu 22.04 LTS 或 Ubuntu 24.04 LTS VM
build-essential
linux-headers-$(uname -r)
cgroup v2
/proc/pressure/cpu
/proc/pressure/memory
/proc/pressure/io
sudo/root 权限
WSL2 不作为内核模块和完整 cgroup 验证的参考环境。
克隆仓库：
git clone https://github.com/int2t05/OSLab-TraceBench.git
cd OSLab-TraceBench运行基础四模块验证：
bash tests/run_all.sh在 Ubuntu VM 中验证 Linux 观测模块：
cd extension/oslab_monitor
bash tests/test_oslab_monitor.sh在 Ubuntu VM 中验证 TraceBench：
cd extension/tracebench
sudo bash tests/test_tracebench.sh处理机调度：
cd basic/scheduler
make
./scheduler --algorithm fcfs < tests/sample.txt
./scheduler --algorithm sjf < tests/sample.txt
./scheduler --algorithm rr < tests/sample.txt
./scheduler --algorithm priority < tests/sample.txt
make clean内存管理：
cd basic/memory
make
./memory --mode partition --algorithm ff < tests/partition.txt
./memory --mode partition --algorithm bf < tests/partition.txt
./memory --mode paging --algorithm fifo < tests/pages.txt
./memory --mode paging --algorithm lru < tests/pages.txt
make clean进程同步：
cd basic/sync
make
./sync --problem producer_consumer --producers 2 --consumers 2 --buffer-size 4 --count 10
./sync --problem readers_writers --readers 3 --writers 2 --count 5
./sync --problem dining_philosophers --count 3
make clean内存型文件系统：
cd basic/filesystem
make
./filesystem < tests/fs_commands.txt
make clean构建并加载：
cd extension/oslab_monitor/kernel
make
sudo insmod oslab_monitor.ko读取 /proc 接口：
cat /proc/oslab_monitor/overview
cat /proc/oslab_monitor/tasks
echo 1 | sudo tee /proc/oslab_monitor/pid
cat /proc/oslab_monitor/pid使用用户态 CLI：
cd extension/oslab_monitor/user
make
./oslabctl --help
./oslabctl overview
./oslabctl tasks
sudo ./oslabctl pid 1卸载模块：
cd extension/oslab_monitor/kernel
sudo rmmod oslab_monitor
make clean构建并查看帮助：
cd extension/tracebench
make
./tracebench --help运行三类资源压力：
sudo ./tracebench run --profile cpu --duration 3 --sample-interval 1 --cpu-workers 2 --output output/cpu_run
sudo ./tracebench run --profile memory --duration 3 --sample-interval 1 --memory-mb 64 --output output/memory_run
sudo ./tracebench run --profile io --duration 3 --sample-interval 1 --io-mb 16 --output output/io_run生成 Markdown 报告并清理运行态资源：
./tracebench report --input output/cpu_run --output output/cpu_run/report.md
sudo ./tracebench cleanup每次 tracebench run 会写入：
command.txt
environment.txt
samples.csv
summary.txt
basic/ OS 机制模型
basic/scheduler/ FCFS、SJF、RR 和优先级调度
basic/memory/ 动态分区和页面置换
basic/sync/ pthread 同步工作负载
basic/filesystem/ 内存型目录和块分配模型
extension/oslab_monitor/ Linux 内核模块和 /proc 用户态 CLI
extension/tracebench/ 资源压力采样工具
tests/run_all.sh 基础用户态验证入口
docs/PRD.md 核心系统需求
docs/PRDv2.md TraceBench 需求
docs/TECH.md 核心系统技术设计
docs/TECHv2.md TraceBench 技术设计
docs/FEATURES.md 能力清单
docs/OPEN_SOURCE.md 开源上线信息和仓库主题建议
Ubuntu 24.04.2 LTS
Linux 6.11.0-17-generic
gcc 13.3.0
GNU Make 4.3
已验证命令：
bash tests/run_all.sh
cd extension/oslab_monitor
bash tests/test_oslab_monitor.sh
cd extension/tracebench
sudo bash tests/test_tracebench.sh欢迎提交 Issue 和 Pull Request。请先阅读 CONTRIBUTING.md，并确保相关验证脚本可以通过。涉及内核模块、cgroup 或 /proc 行为的变更，应在 Ubuntu VM 中验证。
本项目采用 木兰宽松许可证第 2 版（SPDX: MulanPSL-2.0）。