PB173 - Ovladače jádra - Linux
I. GIT a jádro
Jiri Slabý
ITI, Fakulta informatiky
17. 9. 2013
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013 1/19
Část I
Úvodní informace
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013      2/ 19
Úvodní informace
• Semestr = 13 týdnů (22. 10. konference)
• Cvičící
o Vývoj jádra od r. 2005 (NetBSD, Linux) o Student Fl
o Cíle cvičení
• Nastínit trochu jiný model programování Prohloubit znalosti vnitřností OS a HW
• Ukončení: k
• Splnění všech domácích úkolů
• 10 bodů na úkol, alespoň | z celkového počtu
• Vše potřebné ve studijních materiálech v ISu
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013      3/ 19
Bodování úkolů
Na začátku: 10 bodů za každý příklad
• -3 body za každý týden prodlení (termín je vždy do dalšího cvičení)
• -2 body za každé vrácení v případě nějaké nefunkčnosti
• -2 body za bezpečnostní díru (ve slidech značené POZOR) a -1 bod za kód neodpovídající stylu
• -1 bod za ostatní drobnosti
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013      4/ 19
S čím budeme pracovat?
HW
a Stroje satyr01-10
• CentOS 6.x
• Login/heslo: vyvoj/vyvoj
• Nemají viditelnou IP
J. Slabý (ITI, Fl)
S čím budeme pracovat?
sw
« GIT
• Úvod do GITu dnes
• Podrobněji: http://book.git-scm.com/
• Zdroje jádra
• Použijeme předinstalované z RPM (/usr/src/kemeis/)
• http://git.kernel.org/ (od 2.6.12)
• full-history-linux GIT (od 0.01 do 2.6.26)
• QEMU
• HW k práci s PCI, l/O, na přerušení, DMA...
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013      6/ 19
Část II
GIT
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013      7/ 19
Úkol
Práce s GITem I.
O Vytvořte si účet (pokud nemáte) na github.com O Proveďte fork
• https://github.com/j irislaby/pbl73
0 Stáhněte si fork
• git cloně git://github.com/<jmeno>/pbl73.git
O Prozkoumejte strukturu
• Příklady ze cvičení
• Adresář pro domácí úkoly
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013      8/ 19
Záplatování
Výstup GITu = patch (záplata)
Záplaty v linuxovém jádře O Poslat Odpovídajícímu správci (scripts/get_maintainer .pl) O Poslat na ML „pull request" a vystavit celý GIT strom
• Popis V Documentation/SubmittingPatches
Stejným způsobem odevzdávání domácích úkolů Ale ne přes github!
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013      9/ 19
Úkol
Práce s GITem II.
O Změňte cokoliv v souboru sandbox/hello O Zkontrolujte změny (git dif f —color)
O git commit -a (správný log: shrnutí na řádek, volný řádek, zdůvodnění; vzor na git.kernel. org)
• Git může chtít nastavit jméno a e-mail (instrukce jsou na stdout) O Smažte sandbox/hello (git rm) O git commit -a
0 Zkontrolujte log, zda obsahuje 2 změny (git log —color)
O Podívejte se na poslední 2 změny (git show —color head, resp. head~i)
0 Vyzkoušejte git format-patch -2
O Proveďte push (git push)
© Vygenerujte pull request (git request-pull)
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013 10/19
Část III
Jádro
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013 11/19
Jádro vs. programy
Hlavní rozdíly
• Žádné libc (printf, strien, mailoc,...), ani ostatní (pthread) a Ne/oddělený paměťový prostor
• Počáteční funkce (main)
• module_init (=main), module_exit (=on_exit)
a Pád systému => pád všeho
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013 12/19
Kód
• Výhradně GNU C (x86 už jen GCC > 4.x)
• Pevně daný CodingStyle
• Kontrola: scripts/checkpatch.pl (není 100%)
• Vše slinkováno do jednoho
• vmlinux —> (b)zlmage
o Ale moduly (standardní ELF: *.ko)
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013 13/19
Úkol
Průzkum modulu (.ko objektu) O Zvolte si jeden modul v systému (ismod) O Zavolejte na něm modinf o 0 Proveďte objdump -d sekce .modinfo sekce O Porovnejte oba výstupy
J. Slabý (ITI, Fl)
Dokumentace
• Linux Device Drivers, 3. edice a 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, Fl)
PB173/02
17.9.2013 15/19
Úkol
Hello World
O Spusťte virtuální stroj
O Prozkoumejte adresář 01 z pb173 git repozitáře
• Makefile, pbl73.c
O Do init funkce doplňte výpis „Hello World"
• printk(KERN_lNFO "..."); (ne, není tam čárka)
• Objeví se v /proc/kmsg a na konzoli
O Přeložte a vložte do systému
• make, insmod <modul.ko>
O Zkontrolujte výstup dmesg
O Můžete udělat commit a push do svého repozitáře
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013 16/19
Paměť
• Omezený zásobník (4-8 K)
• Žádná nebo malá rekurze
• Jen pro malá data (int, malé struct, krátká pole, ...)
• Pracuje se se stránkami (na x86 4K-1 G)
• Omezená velikost alokace (fragmentace) o Podrobnosti v dalších cvičeních
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013 17/19
Jednoduché alokace
Malé alokace (sta bajtů, maximálně až cca. 4 M)
• Horní mez závislá na architektuře a kmalloc, kfree (linux/slab.h)
Alokace mají (většinou) GFP parametr. Ten určuje, co si alokátor může dovolit (spát, swapovat, použít HIGHMEM, ...). Prozatím nám stačí
GFP_KERNEL.
void *mem = kmalloc(100, GFP.KERNEL); if (mem) {
} "'
kfree(mem);
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013 18/19
Úkol
O V exit funkci naalokujte 1000 bytů (kmailoc) Q Udělejte do nich střepy „Bye" O Vypište paměť jako řetězec (printk a %s) O Uvolněte paměť
O Vložte a odeberte modul ze systému (insmod a rmmod) 0 dmesg
Q Můžete provést commit a push
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
17.9.2013 19/19