Записки программиста

Из предыдущей заметки о модулях ядра Linux мы узнали, что такое контекст прерывания, и что в нем нельзя делать блокирующие вызовы. Но что, если я хочу повесить прерывание на нажатие кнопки, а в обработчике делать что-то блокирующее? Давайте разберемся.

По традиции, при изучении нового языка программирования первой пишется программа, показывающая сообщение «Hello world». В мире электроники есть аналогичная традиция, только вместо вывода сообщения нужно помигать светодиодом. При изучении модулей ядра Linux (часть 1, часть 2) мы как-то обошли стороной этот важнейший этап. Пришло время исправиться, и написать модуль, мигающий светодиодом.

Недавно мы научились основам написания модулей ядра Linux. Впрочем, рассмотренные тогда примеры были совсем простые, можно даже сказать, что игрушечные. Сегодня мы напишем модуль поинтереснее. Он будет создавать в каталоге /dev символьное устройство, с которым можно взаимодействовать из юзерспейса.

Вопрос ковыряния ядра Linux впервые поднимался в этом блоге еще в далеком 2016-м году. Мы научились собирать ядро из исходников и цепляться к нему отладчиком. Но на этом все и заглохло. Тогда найти актуальную информацию по разработке ядерного кода в Linux, да еще и в удобоваримом виде, было проблемой. Я предпочел дождаться появления свежих книг по теме, а пока заняться изучением чего-то другого. И вот, спустя пять лет, такие книги были опубликованы. В связи с чем я решил попробовать написать пару модулей ядра, и посмотреть, как пойдет.

Как это всегда бывает в мире Linux, нормальной документации нет. Когда мне захотелось разобраться, как в это время суток разработчики отлаживают модули ядра Linux, а также само ядро, мне пришлось прочитать, наверное, около двадцати статей, разбросанных по всему интернету. Из этих источников половина содержала устаревшую информацию в стиле «Линус запретил использовать отладчики, смиритесь». Еще половина освещала вопрос где-то на 1/10. В итоге, скорее вопреки, чем благодаря, мне все-таки удалось более-менее разобраться в вопросе и собрать всю информацию в одном месте. Не благодарите.

Если помните, не так давно мы научились собирать из исходников ядро FreeBSD. Спрашивается, почему бы не научиться делать то же самое и с ядром Linux? Причины собирать ядро Linux из исходников, в общем то, те же — получение самой свежей версии ядра, срочное применение security-патчей, оптимизация под конкретные задачи и конкретное железо, а также желание принятие участие в разработке ядра.

Недавно мы научились собирать FreeBSD из исходных кодов. Этих знаний достаточно, если вы хотите просто попробовать самые свежие фичи системы или оптимизировать FreeBSD под конкретное железо. Но если вы собираетесь как следует порыться в кишках системы, дабы лучше разобраться в ее работае, или даже что-то изменить в ней, необходимо уметь цепляться к системе отладчиком. Да и если вы админите сервера под управлением FreeBSD, знания о том, как анализировать корку упавшего ядра, пожалуй, будут не лишними.

Сегодня мы научимся собирать ядро и мир (основные исполняемые файлы, библиотеки и тд) FreeBSD из сходных кодов. Ранее в заметке PostgreSQL: сборка из исходников и настройка под Linux мы выясняли, зачем нужно уметь собирать что-то из исходников. Основными сценариями являются оптимизация под конкретное железо и получение самого свежака прямо из ветки master. Кроме того, вы можете настроить ядро под свои конкретные нужды — выбрать шедулер, отключить IPv6, убрать поддержку лишнего железа и тд. Наконец, если вдруг вы планируете когла-нибудь стать коммитером в ядро FreeBSD, знания о том, как это ядро собирается, будут не лишними.