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DIM-SUM操作系统详解--迈向工业级服务器系统》样章(1)----准备

2018-06-29 03:26

  原标题:《DIM-SUM操作系统详解--迈向工业级服务器系统》样章(1)----准备工作

  本书详细解剖了DIM-SUM操作系统的源代码。DIM-SUM操作系统是本书作者谢宝友在过去几年中,陆续实现的一个操作系统。它的版权遵循GPL V2开源软件协议。

  由于DIM-SUM是一个不断发展中的操作系统,因此本书以其第一个发布版本为基础进行剖析。这个版本的名称是:HOT-POT。以后的版本可能会被称为“dumpling”、“noodle”,总之是我们能够想到的中国小吃名称:-)

  HOT-POT意为火锅,常有川渝特色的地方美食。之所以取这个名称,主要有如下原因:

  1、四川是作者的故乡,并且作者来到成都已经有20多年了。对这个城市的火锅印象深刻!

  3、如果您真的吃过火锅,那么可能忘不了它的辣,一定不能小瞧它,并且久久不能忘怀以至于想要多尝几次。希望这款操作系统也能带给您这样的感觉。

  如果说目前的DIM-SUM是一个完美的操作系统,那无疑是一个谎言。但是,如果说这个操作系统就仅仅是一个茶余饭后的谈资,那无疑也是另一个谎言。

  最基本的,希望它可供操作系统爱好者用于学习目的,并且作者相信这完全没有问题。但是,作者的目的不仅仅是如此。其远大的目标,是实现一款工业级服务器操作系统。简而言之,就是一款可以在生产下面使用的,可以在服务器和个人电脑正常运行的操作系统。当然了,这样的一款操作系统必然也能够运行在嵌入式设备中。例如,运行在电视、电表、摄像头、手表,以及其他一些我们能够想象得到的嵌入式设备中。

  任何正常的人,都知道实现这样的操作系统是一件很难的事情。读者可能忍不住想问:为什么作者您想去做这么一件很难,并且可能没有什么收益,也许还会让您招致的笨事呢?难道您真的是一个笨蛋?

  20年前,当我正式成为一名软件工程师的时候,就有一个梦想:开发一款操作系统。那时候,虽然知道Linux的存在,但是实在找不到一台可以正常安装使用Linux的PC

  在浮躁的年代,谈论梦想可能一件不合时宜的行为。然而有什么办法呢?这毕竟线年前的梦想,难道您想让我撒谎?

  Linux这样的开源操作系统为我们提供了很好的基础,这样我们可以从开源软件中学习到不少的技能、方法、设计思。其次,开源软件允许分散在各地的开发者协同工作,集思广益的开发操作系统。作者在Linux社区中,作为ARM/ZTE ARCHITECTURE的Maintainer,对此深有体会。

  IT行业的核武器。到目前为止,我们还处于“缺芯少魂”的状态,其中的“魂”就是操作系统。真正核心的软件,需要一代人,甚至几代人耐心的雕琢,而不能寄希望于短时间内产生立竿见影的效果。换句话说,要有“板凳一坐十年冷”的心态来做这件事。有了这样的心态,就不会觉得难。

  HOT-POT是DIM-SUM操作系统的Good Start。在后续的开发过程中,作者怀着热切的心情,期待您参与到它的开发中来。

  任何建设性对抗性质的、稳定优雅的代码、BUG报告、测试、社区建设等等,都是DIM-SUM所欢迎的!

  我们不欢迎空谈和只会报怨的人。虽然我们知道,DIM-SUM并不完善,您有很多喷它的理由。

  20年传奇工匠程序员的经验:要深刻的理解象Linux操作系统这样的复杂代码,必须要动手实践,对着源代码看书!

  DIM-SUM源码,这是故意为之的。目的是读者下载源代码并对照着源码阅读本书。

  dim-sum.20180519.tar.bz2。为了防止下载过程中,由于网络原因导致的文件损坏,您可以验证源码包的MD5值。在ubuntu 16.04系统中,可以在命令行控制台输入如下命令来得到源码包的MD5值:

  git在开源项目中的重要性都不过分。作者甚至推荐您找一本git简明手册仔细读一读。

  小问题1.1:嘿!看起来您是想让读者在Linux下阅读并调试代码,但是Linux阅读代码是否真的方便。为什么不在书中直接贴出所有代码,您用意何在?

  ubuntu 16.04,因此可以确保本节中的调试开发能顺利的运行在ubuntu 16.04系统中。其他的Linux版本应该也是可以的,但是作者并不完全其他版本完全正常工作。

  ubuntu 16.04。您找一台Linux机器,并使用dd命令将镜像烧写到USB中,并通过USB来安装系统。

  ubuntu 16.04。这种方法可以不用将安装镜像烧写到USB中。在虚拟机中实际搭建开发,其效果和物理机中是一致的。

  小问题1.3:可是我没有Linux,也不知道怎么用dd命令来烧写镜像到USB?

  Linux新手,后续假设您是在虚拟机中安装ubuntu 16.04。并以此为基础搭建调试开发。

  “网卡1”标签界面中,选择“启用网络连接”,并在“连接方式”中选择“仅主机(Host-Only)适配器”,在“界面名称”中选择“vboxnet0”。该网卡用于虚拟机与物理机的文件共享连接。

  “网卡2”标签界面中,选择“启用网络连接”,并在“连接方式”中选择“网络地址转换(NAT)”。该网卡用于虚拟机与互联网的连接。后面我们将会看到,无论是安装软件包,还是通过git下载代码,都需要连接到互联网。

  、打开命令行控制台,在作者的中,是通过按“ctrl+alt+t”实现的。

  、在控制台中,输入如下命令切换到root用户。当然,为了防止误操作损坏系统,您也可以不用切换到root用户,但是请记得为后续的某些操作添加sudo前缀。

  enp0s3是作者创建的虚拟机中的内网网卡,用于虚拟机与主机之间的通信,在您的机器上可能是其他名称,请注意调整。192.168.0.98是该网卡的地址,请根据您的实际配置进行调整。

  则是作者创建的虚拟机中的外网网卡,用于虚拟机与互联网之间的通信,在您的机器上可能是其他名称,请注意调整。

  小问题1.4:一定要在根目录下创建hot-pot目录吗?其他目录名称可以吗?

  assistant这个git仓库中包含了数百M的工具链,可能会花费数分钟甚至一个小时的时间,请耐心等待。完成后,通过如下命令查看是否下载成功:

  gdb工具。这样我们就能够象调试应用程序那样,对DIM-SUM操作系统进行单步调试了。这对于深入理解DIM-SUM操作系统有极大的帮助。因此,强烈您安装这个工具。

  HOT-POT的方法很简单。如果您编译过Linux源码,应该对下面的命令非常熟悉:

  HOT-POT借用了Linux的编译框架,因此输出的符号表文件仍然是“vmlinux”,正如上图中“LD vmlinux”一行所示。当然,如果您能够提交一个补丁来修正这些问题,我们会非常感激的。

  HOT-POT,您需要安装qemu。这为您免除了购买单板的需要。在控制台中,输入如下命令:

  “ctrl+shift+t”启动一个新的控制台,我们称之为“调试控制台”。在调试控制台中,输入如下命令启动gdb,准备开始调试HOT-POT:

  提示符下,输入“c”命令,启动HOT-POT。然后切换到qemu窗口,看看HOT-POT是不是已经正常启动了?

  “ctrl+c”,暂停HOT-POT的运行,并在(gdb)提示符下,输入“bt”命令,查看HOT-POT当前停留在什么地方?看起来应当是这样:

  gdb调试命令。进行诸如单步、查看变量、查看寄存器、查看堆栈、切换CPU、汇编单步等等操作。

  小问题1.8:在调试Linux内核时,我无论是用kgdb,还是qemu,发现单步时会杂乱无章的跳,有些变量值也看不到。但是HOT-POT中不会这样,宝友您有什么窍门?

  DIM-SUM的代码,并把它合入到DIM-SUM的git仓库吗?试着给DIM-SUM操作系统提交补丁吧。DIM-SUM操作系统的人,使用的都是汉语,沟通起来完全没有问题。并且他们都不是外星人,您不用觉得他们凶巴巴的:-)

  在《深入理解并行编程》一书第11.1.2节中说,验证和测试工作都需要良好的心态。应当以一种性的、甚至带一点的心理来验证代码,有时也应当考虑到:不少人的生命依赖于我们代码正确性的几率。总之,心态对事情的成败有重要的影响。

  、撇开DIM-SUM不谈。我们的代码,可能会影响不少人的生命,所以为任何项目编写代码,都一定要细心。

  、悲观的说,如果补丁做得不好,会影响自己的声誉,并且得不到足够的关注,最终会导致补丁没有被采纳。

  、乐观的说,DIM-SUM的者、开发者一般都比较Nice,如果你的水平线、更进一步乐观的说,您提交的高质量的补丁,可能会为您带来良好的声誉、满意的工作。

  如果您和我一样,有着近乎自大的自信,想要在操作系统方面做出一些成绩,请仔细阅读后面的章节。

  。例如我的用户名是:Baoyou Xie。在配置邮箱时,请使用有意义的邮箱名,而不要用纯数字邮箱名。以下是我的配置:

  git仓库下的.git/config文件,添加[sendemail]节。该配置用于指定发送补丁时用到的邮件服务器参数。以下是我的配置,供参考:

  git直接从DIM-SUM主分支拉取代码就行了。使用如下命令可以从主分支拉取DIM-SUM

  git分支拉取代码。这是因为:主分支代码并不一定是最新的,如果基于这个代码制作补丁,很有可能不会顺利的合入到Maintainer那里。换句话说,如果您的代码分支没有与Maintainer保持一致,那么Maintainer有时会将补丁发回给您,要求您重新制作。所以,一般情况下,您需要再用以下命令,添加其他分支:git remote add

  git-url是DIM-SUM分支的URL径。随时可以使用如下命令更新分支代码:

  分支,作为我们工作的基础。在这个分支上制作补丁,更容易被Maintainer合入。使用如下命令切换为本地mybranch

  1、消除编译。2、整理编码格式,例如注释里面的单词拼写错误、对齐不规范、代码格式不符合社区要求。

  内核开始的。下面我们举一个简单的格式整理例子。在kernel/sched/core.c

  TAB键占用8个字符空间,超过了80个字符的。2、与上一行对齐有问题,排版太难看了。我们删除该行前面几个

  第193行,代码行超过了80个字符,并且与上一行没有正确的对齐,因此应该删除其多余的前导TAB键。本补丁删除这些多余的TAB键以满足代码格式规范。Signed-off-by: Baoyou Xie baoyou.

  第193行,代码行超过了80个字符,并且与上一行没有正确的对齐,因此应该删除其多余的前导TAB键。本补丁删除这些多余的TAB键以满足代码格式规范。total: 0 errors, 1 warnings, 8 lines checked

  在提交的时候,注意修改补丁描述,使其满足格式规范。反复制作补丁并使用checkpatch.pl

  使用checkpatch.pl仅仅能检查格式规范方面的错误。但是一个正确的补丁远不止格式正确这么简单。它还应该满足如下要求:1、一般情况下,同一个补丁只修改同一个模块的代码。

  Maintainer合入补丁。这种情况仅仅是特例。但是怎么确定某个文件属于哪一个模块?您应当查看MAINTAINERS

  “内核同步与互斥”模块。2、同一个补丁仅仅解决一个的问题。不要试图在同一个补丁中解决多个问题。例如,既消除一个编译,又整理一行代码。

  .9:但是,消除编译,以及整理代码,都仅仅修改了一行代码,并且位于同一个文件之中,也不能将它制作到同一个补丁中?如果不能,请告诉我正确的做法。3、同一个补丁必须完整的解决一个问题。换句话说,不能将一个问题分拆到多个补丁中去。正如前一个例子所述,需要在一个补丁中将整个模块的格式全部整理完毕。如果补丁太大,可以考虑每个补丁整理其中一个文件。

  200行代码,那么就突破这个规则吧。要制作一个正确的补丁,还有一个问题比较重要:补丁的标题和描述。补丁第一行是标题,它首先应当是模块名称。

  第193行,代码行超过了80个字符,并且与上一行没有正确的对齐,因此应该删除其多余的前导TAB

  键以满足代码格式规范。可以看到,kernel/sched/core.c文件所在的模块名称是

  调度”。其中第一行是标题,在模块名称后面是补丁标题,应当简洁,清楚的说明补丁的内容。当然,标题可以超过80

  需要注意分辨,哪些人应当作为邮件接收者,哪些人应当作为抄送者。在本例中,补丁是属于实验性质的,可以不抄送给邮件列表帐户。提醒:您应当将补丁先发给自己,检查无误后再发出去。如果你有朋友在Linux社区有较高的,有补丁走查的经验,或者深度参与

  ,那么也可以抄送给他,必要的时候,也许他能给您一些帮助。这有助于将补丁顺利的合入DIM-SUM。重要提醒:本章讲述的,主要是实验性质的补丁,用于熟悉提交补丁的流程。真正重要的补丁,可能需要经过反复修改,才能合入DIM-SUM。并且,这需要您反复阅读本书后面章节中,对DIM-SUM

  如果您在下载源码、搭建、调试、提交补丁的过程中,遇到问题,可以通过如下途径获得帮助:1.通过

  作者尽量将本书写得通俗易懂,以方便初学者入门。但是,要真正深入的理解任何一门学问,都需要花费大量的时间,做大量身体力行的,并且深入思考。因此,本书会提出一些让读者深入思考的小问题。这些小问题值得您在多次阅读本书后,认真回答。如果您真的想急切知道答案,请阅读附录中的答案。但是作者仍然提醒您,不要试图直接翻阅答案。我阅读了不少技术书籍,真正优秀的书都注重激发读者思考的习惯。【终南山.内核问道】Linux故障分析方法(上)

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