Materialien, Beispiele und Tafelbilder 11., 18. und 25.5.2018

20180511/bs-20180511.txt

+Hello, world! 25.05.2017, 13:31:13
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+hello.c:5: printf()
+ioputs.c:32: _IO_puts()
+ioputs.c:41: _IO_putc_unlocked()
+genops.c:227: __overflow()
+fileops.c:814: _IO_new_file_overflow()
+fileops.c:867: _IO_do_write()
+fileops.c:499: _IO_new_do_write()
+fileops.c:502: new_do_write()
+fileops.c:509: new_do_write()
+fileops.c:526: _IO_SYSWRITE()
+fileops.c:1263: _IO_new_file_write()
+fileops.c:1271: write()
+../sysdeps/unix/syscall-template.S:84: write() -- Systemaufruf (System Call), Assembler
+
+  0x7ffff7b16590 <write>                  cmpl   $0x0,0x2c21a9(%rip)        # 0x7ffff7dd8740 <__libc_multiple_threads>
+  0x7ffff7b16597 <write+7>                jne    0x7ffff7b165a9 <write+25>
+  0x7ffff7b16599 <__write_nocancel>       mov    $0x1,%eax
+  0x7ffff7b1659e <__write_nocancel+5>     syscall
+  0x7ffff7b165a0 <__write_nocancel+7>     cmp    $0xfffffffffffff001,%rax
+  0x7ffff7b165a6 <__write_nocancel+13>    jae    0x7ffff7b165d9 <write+73>
+  0x7ffff7b165a8 <__write_nocancel+15>    retq
+  0x7ffff7b165a9 <write+25>               sub    $0x8,%rsp
+  0x7ffff7b165ad <write+29>               callq  0x7ffff7b30130 <__libc_enable_asynccancel>
+  0x7ffff7b165b2 <write+34>               mov    %rax,(%rsp)
+  0x7ffff7b165b6 <write+38>               mov    $0x1,%eax
+  0x7ffff7b165bb <write+43>               syscall
+  0x7ffff7b165bd <write+45>               mov    (%rsp),%rdi
+  0x7ffff7b165c1 <write+49>               mov    %rax,%rdx
+  0x7ffff7b165c4 <write+52>               callq  0x7ffff7b30190 <__libc_disable_asynccancel>
+  0x7ffff7b165c9 <write+57>               mov    %rdx,%rax
+  0x7ffff7b165cc <write+60>               add    $0x8,%rsp
+  0x7ffff7b165d0 <write+64>               cmp    $0xfffffffffffff001,%rax
+  0x7ffff7b165d6 <write+70>               jae    0x7ffff7b165d9 <write+73>
+  0x7ffff7b165d8 <write+72>               retq
+  0x7ffff7b165d9 <write+73>               mov    0x2bc898(%rip),%rcx        # 0x7ffff7dd2e78
+  0x7ffff7b165e0 <write+80>               neg    %eax
+  0x7ffff7b165e2 <write+82>               mov    %eax,%fs:(%rcx)
+  0x7ffff7b165e5 <write+85>               or     $0xffffffffffffffff,%rax
+  0x7ffff7b165e9 <write+89>               retq
+
+GDB-Unterbrechungspunkte:
+in _IO_puts at ioputs.c:41
+in new_do_write at fileops.c:526
+in _IO_new_file_write at fileops.c:1271
+in main at hello-1.c:5
+in __GI___overflow at genops.c:232
+
+GDB Source Directories:
+/home/peter/bo/2017ss/bs/20170519/glibc-2.24/libio
+/home/peter/bo/2017ss/bs/20170519/glibc-2.24/io
+/home/peter/bo/2017ss/bs/20170519/glibc-2.24
+
+Kernel, 25.05.2017, 17:53:23
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Suchbegriff: sys_call_table
+
+/usr/src/linux-headers-4.9.0-2-amd64/arch/x86/include/generated/asm/syscalls_64.h
+arch/x86/entry/syscall_64.c: Defnition sys_call_table
+arch/x86/entry/entry_64.S: Verwendung sys_call_table
+
+arch/x86/kernel/cpu/common.c: wrmsrl(MSR_LSTAR, (unsigned long)entry_SYSCALL_64);
+
+https://sites.google.com/site/masumzh/articles/hypervisor-based-virtualization/compute-virtualization
+"As shown below, the content of the IA32_LSTAR MSR (Model Specific Register)
+is copied to the instruction pointer register (RIP) [...]"
+
+--> Weiter geht's mit dem Eintrag in sys_call_table,
+    also mit der Implementation von sys_write().
+
+Wenn man lange genug sucht, findet man: fs/read_write.c
+SYSCALL_DEFINE3(write, unsigned int, fd, const char __user *, buf, size_t, count)
+ret = vfs_write(f.file, buf, count, &pos);
+ssize_t vfs_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
+ret = __vfs_write(file, buf, count, pos);
+ssize_t __vfs_write(struct file *file, const char __user *p, size_t count, loff_t *pos)
+if (file->f_op->write) return file->f_op->write(file, p, count, pos);
+:-)
+
+Jetzt fehlt nur noch: Wie bekommt f_op->write den Wert, den das Modul hinterlegt hat?
+
+Kernel und Treiber, 11.05.2018, 14:02:08
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+open.c:
+
+static int do_dentry_open(struct file *f,
+                          struct inode *inode,
+                          int (*open)(struct inode *, struct file *),
+                          const struct cred *cred)
+
+f->f_op = fops_get(inode->i_fop);
+
+"File Operations" werden aus dem "inode" in die "file"-Struktur kopiert.
+
+Ein "inode" ist die einem Dateinamen zugeordnete Struktur, die die Datei beschreibt.

20180511/funcarray-1.c

+#include <stdio.h>
+
+extern void test1 (void);
+extern void test2 (void);
+extern void test3 (void);
+
+void (*func[3]) (void) = { test1, test2, test3 };
+
+void test1 (void)
+{
+  printf ("Dies ist ein Test.\n");
+}
+
+void test2 (void)
+{
+  printf ("Was ist das?.\n");
+}
+
+void test3 (void)
+{
+  printf ("Ein Test.\n");
+}
+
+int main (void)
+{
+  for (int i = 0; i < 3; i++)
+    func[i] ();
+  return 0;
+}

20180511/funcarray-2.c

+#include <stdio.h>
+
+extern void test1 (void);
+extern void test2 (void);
+extern void test3 (void);
+
+typedef void (*funcptr) (void);
+
+funcptr func[3] = { test1, test2, test3 };
+
+void test1 (void)
+{
+  printf ("Dies ist ein Test.\n");
+}
+
+void test2 (void)
+{
+  printf ("Was ist das?.\n");
+}
+
+void test3 (void)
+{
+  printf ("Ein Test.\n");
+}
+
+int main (void)
+{
+  for (int i = 0; i < 3; i++)
+    func[i] ();
+  return 0;
+}

20180511/funcarray-3.c

+#include <stdio.h>
+
+extern void test1 (void);
+extern void test2 (void);
+extern void test3 (void);
+
+typedef void (*funcptr) (void);
+
+funcptr func[3] = {
+  [1] = test2,
+  [2] = test3,
+  [0] = test1,
+};
+
+void test1 (void)
+{
+  printf ("Dies ist ein Test.\n");
+}
+
+void test2 (void)
+{
+  printf ("Was ist das?.\n");
+}
+
+void test3 (void)
+{
+  printf ("Ein Test.\n");
+}
+
+int main (void)
+{
+  for (int i = 0; i < 3; i++)
+    func[i] ();
+  return 0;
+}

20180511/funcarray-4.c

+#include <stdio.h>
+
+#define __SYSCALL(index, name) extern void name (void);
+#include "functions.h"
+#undef __SYSCALL
+
+typedef void (*funcptr) (void);
+
+#define __SYSCALL(index, name) [ index ] = name,
+
+funcptr func[3] = {
+#include "functions.h"
+};
+
+#undef __SYSCALL
+
+void test1 (void)
+{
+  printf ("Dies ist ein Test.\n");
+}
+
+void test2 (void)
+{
+  printf ("Was ist das?.\n");
+}
+
+void test3 (void)
+{
+  printf ("Ein Test.\n");
+}
+
+int main (void)
+{
+  for (int i = 0; i < 3; i++)
+    func[i] ();
+  return 0;
+}

20180511/functions.h

+__SYSCALL (2, test3)
+
+// This is a comment.
+// Note that there is no comma after the call to the macro.
+__SYSCALL (1, test2)
+
+// The system call #0 is for testing.
+__SYSCALL (0, test1)

20180518/bs-20180518.txt

+Bootvorgang
+ - Hardware startet BIOS/UEFI
+ - ... lädt Bootloader
+ - ... lädt ggf. seine Stage 2
+ - ... bietet Auswahlmenü
+ - ... erzeugt RAM-Disk
+ - ... startet Kernel
+ - ... startet init- bzw. systemd-Prozeß
+ - ... startet Programme gemäß Run-Level, z.B. getty und Display-Manager
+ - ... starten Log-In-Prozeß
+ - ... starten Oberfläche
+
+Bootloader: engl. Wikipedia
+ - Das U-Boot
+    - Device Tree
+ - GNU GRUB
+    - statt Device Tree: Hardware-Konfiguration via BIOS/UEFI
+
+Massenspeicher
+ - blockorientierte Gerätedateien
+ - Partitionen: Trennung zwischen verschiedenen Nutzungen der Platte
+    - siehe auch: engl. Wikipedia: GNU GRUB
+ - in den Partitionen: Dateisysteme: schnelles Auffinden von Daten
+    - FAT16, FAT32
+    - ext2, inodes
+
+Dateisysteme
+~~~~~~~~~~~~
+Treiber für Block-Gerätedatei:
+z.B. drivers/block/hd.c
+Suchbegriffe: module_init, register_blkdev, hd_fops --> Wo sind die fops?
+--> http://www.tldp.org/LDP/tlk/dd/drivers.html
+z.B. drivers/scsi/sd.c
+
+Direktzugriff auf Blöcke: dd
+--> Massenspeicher nutzbar, aber unkomfortabel
+Dateisystem = Inhaltsverzeichnisstruktur der Festplatte
+
+Hardware - Block-Gerätedatei - Dateisystem - Dateizugriff - Anwender-Software
+                    Netzwerk - Dateisystem - Dateizugriff - Anwender-Software
+Netzwerk - Block-Gerätedatei - Dateisystem - Dateizugriff - Anwender-Software
+
+Software-Treiber:
+ - FAT: dt. Wikipedia
+   ~/bo/2012ws/systech/material/linux-3.7-rc1/fs/fat/namei_vfat.c
+ - ext2: engl. Wikipedia
+ - ext3, ext4, reiserfs, ...
+ - nfs, cifs, ...
+ - procfs, sysfs
+ - devfs --> udev [--> systemd]
+
+Bootvorgang
+~~~~~~~~~~~
+ * schwarzer Bildschirm
+ * Num-Lock-LED geht an - BIOS detektiert Tastatur
+ * Cursor
+ * Fujitsu A2 - nur bei Kalt-, nicht bei Warmstart
+ * Fujitsu B2 - F2 drücken --> BIOS --> Quiet Boot disable --> mehr Informationen
+   bzw. American Megatrends - 8 logical CPUs - ...
+ - Das BIOS lädt die ersten 512 Bytes von der Festplatte,
+   den sog. Master Boot Record (MBR), und startet das Programm darin (440 B)
+
+ * GRUB Loading
+   Welcome to GRUB!
+   Das Programm im MBR (Stage 1 von GRUB) lädt
+   weitere Teile (Stage 2) von Platte nach
+ * Menü: GNU GRUB
+   (Stage 2 von GRUB)
+
+ * FreeDOS starten: GRUB erzeugt eine virtuelle Floppy (1440 kB) im RAM
+   und startet syslinux
+ * syslinux verbiegt Interrupt-Vektoren, lädt den Boot-Sektor von der "Floppy"
+   und startet FreeDOS - Versions- und Copyright-Informationen - "InitDisk"
+ * FreeDOS startet ein Menü
+ * A:\>
+
+ * GNU/Linux starten:
+   Das Programm /sbin/init liest seine Konfigurationsdatei /etc/inittab
+   und startet weitere Programme, u.a. "getty"s und "/etc/init.d/rc x",
+   wobei "x" für den Runlevel steht
+   Loading, please wait...
+   INIT: version 2.88 booting
+   ...
+   [info] ...
+   [ ok ] ...
+   ...
+   INIT: Entering runlevel: 2
+   ...
+   [info] ...
+   [ ok ] ...
+   ...
+ * Willkommen im Linux-Poolraum!
+   [...]
+   stud42 login:
+
+BIOS/UEFI --> MBR --> Boot-Loader --> Kernel --> initrd
+--> init --> Display-Manager --> Desktop-Umgebung --> Anwenderprogramme
+         `-> getty --> login --> bash --> Anwenderprogramme

20180518/pstree-20180518.txt

+systemd-+-ModemManager-+-{gdbus}
+        |              `-{gmain}
+        |-NetworkManager-+-{gdbus}
+        |                `-{gmain}
+        |-accounts-daemon-+-{gdbus}
+        |                 `-{gmain}
+        |-acpid
+        |-agetty
+        |-apache2---7*[apache2]
+        |-at-spi-bus-laun-+-{dconf worker}
+        |                 |-{gdbus}
+        |                 `-{gmain}
+        |-atd
+        |-avahi-daemon---avahi-daemon
+        |-bluetoothd
+        |-colord-+-{gdbus}
+        |        `-{gmain}
+        |-console-kit-dae-+-62*[{console-kit-dae}]
+        |                 |-{gdbus}
+        |                 `-{gmain}
+        |-cron
+        |-cups-browsed-+-{gdbus}
+        |              `-{gmain}
+        |-cupsd---dbus
+        |-3*[dbus-daemon]
+        |-2*[dbus-launch]
+        |-dconf-service-+-{gdbus}
+        |               `-{gmain}
+        |-dhclient
+        |-ff---sleep
+        |-gconfd-2
+        |-gnome-keyring-d-+-{gdbus}
+        |                 |-{gmain}
+        |                 `-{timer}
+        |-goa-daemon-+-{dconf worker}
+        |            |-{gdbus}
+        |            |-{gmain}
+        |            `-{goa-daemon}
+        |-goa-identity-se-+-{gdbus}
+        |                 |-{gmain}
+        |                 `-{pool}
+        |-gvfs-afc-volume-+-{gdbus}
+        |                 |-{gmain}
+        |                 `-{gvfs-afc-volume}
+        |-gvfs-goa-volume-+-{gdbus}
+        |                 `-{gmain}
+        |-gvfs-gphoto2-vo-+-{gdbus}
+        |                 `-{gmain}
+        |-gvfs-mtp-volume-+-{gdbus}
+        |                 `-{gmain}
+        |-gvfs-udisks2-vo-+-{gdbus}
+        |                 `-{gmain}
+        |-gvfsd-+-{gdbus}
+        |       `-{gmain}
+        |-gvfsd-dnssd-+-{gdbus}
+        |             `-{gmain}
+        |-gvfsd-metadata-+-{gdbus}
+        |                `-{gmain}
+        |-gvfsd-network-+-{dconf worker}
+        |               |-{gdbus}
+        |               `-{gmain}
+        |-gvfsd-smb-brows-+-{dconf worker}
+        |                 |-{gdbus}
+        |                 `-{gmain}
+        |-gvfsd-trash-+-{gdbus}
+        |             `-{gmain}
+        |-iio-sensor-prox-+-{gdbus}
+        |                 `-{gmain}
+        |-irqbalance
+        |-lvmetad
+        |-myterm---urxvt-+-showdatebat---sleep
+        |                `-urxvt
+        |-nmbd
+        |-polkitd-+-{gdbus}
+        |         `-{gmain}
+        |-privoxy
+        |-pulseaudio-+-{alsa-sink-ALC26}
+        |            `-{alsa-source-ALC}
+        |-rpcbind
+        |-rsyslogd-+-{in:imklog}
+        |          |-{in:imuxsock}
+        |          `-{rs:main Q:Reg}
+        |-rtkit-daemon---2*[{rtkit-daemon}]
+        |-slim-+-Xorg-+-{InputThread}
+        |      |      `-{Xorg}
+        |      `-ck-launch-sessi-+-ssh-agent
+        |                        `-x-window-manage-+-sh---myterm---urxvt-+-bash---screen---screen-+-bash-+-pstree
+        |                                          |                     |                        |      `-xpdf.real
+        |                                          |                     |                        |-bash---vim
+        |                                          |                     |                        |-bash---sudo---su---bash
+        |                                          |                     |                        `-bash
+        |                                          |                     `-urxvt
+        |                                          |-sh---myterm---urxvt-+-bash
+        |                                          |                     `-urxvt
+        |                                          |-sh---myterm---urxvt-+-bash---screen---screen-+-bash-+-firefox-esr-+-{BgHangMan+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{Cache I/O+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{Cache2 I/+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{Composito+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-3*[{DOM Wo+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-3*[{DataSt+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{GMPThread+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{Gecko_IOT+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{HTML5 Par+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{Hang Moni+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{IPDL Back+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{ImageBrid+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{ImageIO}
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{ImgDecode+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{ImgDecode+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{ImgDecode+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-8*[{JS Hel+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{JS Watchd+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{Link Moni+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{Proxy R~o+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{Socket Th+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{SoftwareV+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{Timer}
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{URL Class+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{dconf wor+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{firefox-e+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{gdbus}
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{gmain}
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{localStor+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{mozStorag+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{mozStorag+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{mozStorag+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{mozStorag+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{mozStorag+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{mozStorag+
+        |                                          |                     |                        |      |             |-{mozStorag+
+        |                                          |                     |                        |      |             `-{threaded-+
+        |                                          |                     |                        |      `-vim
+        |                                          |                     |                        `-bash---gpg
+        |                                          |                     `-urxvt
+        |                                          |-sh---myterm---urxvt-+-bash---screen---screen-+-bash-+-vim
+        |                                          |                     |                        |      `-xpdf.real
+        |                                          |                     |                        |-bash---xpdf.real
+        |                                          |                     |                        `-2*[bash---vim]
+        |                                          |                     `-urxvt
+        |                                          `-sh---myterm---urxvt-+-bash---screen---screen-+-bash
+        |                                                                |                        `-bash---vim
+        |                                                                `-urxvt
+        |-smbd-+-cleanupd
+        |      |-lpqd
+        |      `-smbd-notifyd
+        |-sshd---sshd---sshd---bash---screen
+        |-systemd-+-(sd-pam)
+        |         |-dbus-daemon
+        |         `-gpg-agent---{gpg-agent}
+        |-systemd-journal
+        |-systemd-logind
+        |-systemd-timesyn---{sd-resolve}
+        |-systemd-udevd
+        |-timidity
+        |-tor
+        |-udisksd-+-{cleanup}
+        |         |-{gdbus}
+        |         |-{gmain}
+        |         `-{probing-thread}
+        |-upowerd-+-{gdbus}
+        |         `-{gmain}
+        |-winbindd---winbindd
+        |-2*[wpa_supplicant]
+        |-xclock
+        |-xpdf.real
+        `-xscreensaver

20180525/bs-20180525.txt

+init/systemd
+ - /etc/inittab
+ - /etc/init.d/rc
+ - Skripte in /etc/init.d/
+ - Symbolische Links in /etc/rc[0-6].d/
+ - systemd: eigene symbolische Links, verwaltet mit z.B.:
+   systemctl disable apache2.service
+
+Runlevel
+ - systemd: Targets statt Runlevel
+ - Wenn durch Abhängigkeiten "Loops" entstehen, werden Runlevel ignoriert.
+
+Massenspeicher
+ - blockorientierte Gerätedateien
+ - Partitionen: Trennung zwischen verschiedenen Nutzungen der Platte
+    - siehe auch: engl. Wikipedia: GNU GRUB
+ - in den Partitionen: Dateisysteme: schnelles Auffinden von Daten
+    - FAT16, FAT32
+    - ext2, inodes
+
+Speicherverwaltung
+ - Segment- und Offset-Adressen des Intel 8086: Relokation
+ - Selektoren ab Intel 80286: Speicherschutzmechanismen
+ - MMU ab Intel 80386: virtueller Speicher
+
+Grafik
+ - VGA
+ - /dev/fb0
+ - (Fortsetzung folgt)