PB173 - Ovladače jádra - Linux i.
Jiří Slabý
ITI, Fakulta Informatiky
21. 9. 2010
J. Slabý (ITI)
PB173/01
21.9.2010 1/11
Úvodní informace
• Semestr = 12 týdnů (28. 9. svátek)
• Cvičící
• Vývoj jádra od r. 2005 (NetBSD, Linux) o Student Fl
a Cíle cvičení
• Nastínit trochu jiný model programování Prohloubit znalosti vnitřností OS a HW
• Ukončení: k
• Splnění úkolů (možno ve skupinkách)
Vše potřebné na: https://minotaur.fi.muni.cz:8443/~xsvenda/ docuwiki/doku.php?id=public:pbl73:pbl7 3_2 010_systemlinux
J. Slabý (ITI)
PB173/01
21.9.2010      2/ 11
S čím budeme pracovat?
• satyrOI-satyiiO
• CentOS 5.5
• Login/heslo: vyvoj/vyvoj
a GIT
• Úvod do GITu dnes
• Podrobněji: http : //book. git-sem. com/
• Zdroje jádra
9 Použijeme předinstalované z RPM (/usr/src/kerneis/)
• http://git.kernel.org/ (od 2.6.12)
• full-history-linux GIT (od 0.01 do 2.6.26)
• QEMU
9 Ze začátku
• COMB06X karty
• Později; k PCI, l/O, na přerušení, DMA
• http://www.liberouter.org/
J. Slabý (ITI)
PB173/01
21.9.2010      3/ 11
Úkol
Práce s GITem
© Na aise ve svém ~ proveďte klon
• git cloně git://decibel.fi.muni.cz/~xslaby/pfc>173
© Změňte cokoliv v souboru sandbox/heiio
© Zkontrolujte změny (git diff --color)
O git commit -a (správný log: suma, volný řádek, zdůvodnění,
VOlný řádek, podpis (-s); VZOr git. kernel. org)
• Git může chtít nastavit jméno+e-mail (instrukce jsou na stdout)
O Smažte sandbox/hello (git rm) O git commit -a
© Zkontrolujte log, zda obsahuje 2 změny (git log - -color) © Vygenerujte 2 patche (git format-patch -2)
J. Slabý (ITI)
PB173/01
21.9.2010      4/ 11
Záplatování
Co s patchem dále?
• Poslat Odpovídajícímu správci (scripts/get_maintainer .pl)
• Poslat na ML a vystavit celý GIT strom, aby někdo provedl „merge"
• Popis V Documentation/SubmittingPatches Vývojový proces jádra
• L. Torvalds má právo veta
« Záplatováním se opravuje i přidává nová funkcionalita
• Ovladače mohou být zařazeny přes drivers/staging
• Začištění, smazání nepotřebného a přesun ze staging
• Správce Greg KH
Stejným způsobem odevzdávání úkolů
J. Slabý (ITI)
PB173/01
21.9.2010      5/ 11
Jádro vs. programy
Hlavní rozdíly
• Žádné libc (printf, strien, mailoc, ...), ani ostatní (pthread)
• Ne/oddělený paměťový prostor
• Počáteční funkce (main)
« Pád systému => pád všeho
J. Slabý (ITI)
PB173/01
21.9.2010      6/ 11
Kód jádra
• GNU C (x86 už jen gcc >= 4.x)
• CodingStyle
• Kontrola: scripts/checkpatch.pl (ne 100%)
• Monolit (vmlinux      (b) zlmage)
• Ale moduly (standardní ELF: * . ko)
• module_init (=main), module_exit (=on_exit) Dokumentace
• Documentation/*
• Generovaná tamtéž (podobná DocBook)
• Kód (http://lxr.linux.no/)
Demo: pomocí Ixr najděte v jádře obecnou (v lib/) a optimalizovanou
(V arch/) implementaci strlen
J. Slabý (ITI)
PB173/01
21.9.2010      7/ 11
Úkol
O Spusťte QEMU (./qemu-start  /home/local/centos . img) O git clone
git + ssh://xlogin@aisa.fi.muni.cz/home/xlogin/pbl7 3 O Prozkoumejte adresář 01 z pb173 git repozitáře
o Makefile,pbl73 . c
O Do init funkce doplňte výpis „Hello World"
• printk, KERN_*
• Objeví se v /proc/kmsg a na konzoli O Přeložte a vložte do systému
• make, insmod
Q Zkontrolujte výstup dme s g
O git commit -a
O Pošlete na aisu (git push)
J. Slabý (ITI)
PB173/01
21.9.2010      8/ 11
Paměť
• Omezený zásobník (4k-8k)
• Žádná nebo malá rekurze
• Jen pro malá data (int, malé struct, krátká pole, ...)
• Pracuje se se stránkami (na x86 4K-1G)
• Nesouvislá paměť/halda
• Omezená velikost alokace (fragmentace)
J. Slabý (ITI) PB173/01 21.9.2010      9/ 11
Práce s pamětí
O Po stránkách (makro page_size)
• _get_free_page, free_page
• get_free_pages, free_pages (řád)
• Vracejí adresu jako unsigned long
O Malé alokace (sta bajtů, max. až cca. 4M)
• kmalloc,kfree
Alokace mají (většinou) GFP parametr. Ten určuje, co si alokátor může dovolit (spát, swapovat, použít HIGHMEM, ...). Prozatím nám stačí
gfp_kernel.
void *mem1 = (void *)__get_free_page (GFP_KERNEL) ;
void *mem2 = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL) ; if (merní && mem2) {
}
kfree (mem2) ; free_page (meml) ;
J. Slabý (ITI)
PB173/01
21.9.2010 10/11
Úkol
O V exit funkci naalokujte stránku
O Udělejte do ní střepy „Bye"
O Vypište paměť jako řetězec
O Uvolněte stránku
O Vložte a odeberte modul ze systému
0 Jako obvykle commit+push
J. Slabý (ITI) PB173/01 21.9.2010       11 / 11