doc:it_IT: translation for kernel-hacking
This patch includes the kernel-hacking translation in Italian (both hacking.rst and locking.rst). It adds also the anchors for the english kernel-hacking documents. Signed-off-by: Federico Vaga <federico.vaga@vaga.pv.it> Signed-off-by: Jonathan Corbet <corbet@lwn.net>
This commit is contained in:
Federico Vaga
Jonathan Corbet
Родитель
c8cce10a62
Коммит
1497624fff
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@ -1,3 +1,5 @@
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.. _kernel_hacking_hack:
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Unreliable Guide To Hacking The Linux Kernel
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@ -1,3 +1,5 @@
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.. _kernel_hacking_lock:
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Unreliable Guide To Locking
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@ -87,6 +87,7 @@ vostre modifiche molto più semplice
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:maxdepth: 2
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doc-guide/index
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kernel-hacking/index
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.. warning::
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@ -0,0 +1,855 @@
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.. include:: ../disclaimer-ita.rst
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.. note:: Per leggere la documentazione originale in inglese:
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:ref:`Documentation/kernel-hacking/hacking.rst <kernel_hacking_hack>`
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:Original: :ref:`Documentation/kernel-hacking/hacking.rst <kernel_hacking_hack>`
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:Translator: Federico Vaga <federico.vaga@vaga.pv.it>
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.. _it_kernel_hacking_hack:
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L'inaffidabile guida all'hacking del kernel Linux
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:Author: Rusty Russell
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Introduzione
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Benvenuto, gentile lettore, alla notevole ed inaffidabile guida all'hacking
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del kernel Linux ad opera di Rusty. Questo documento descrive le procedure
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più usate ed i concetti necessari per scrivere codice per il kernel: lo scopo
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è di fornire ai programmatori C più esperti un manuale di base per sviluppo.
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Eviterò dettagli implementativi: per questo abbiamo il codice,
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ed ignorerò intere parti di alcune procedure.
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Prima di leggere questa guida, sappiate che non ho mai voluto scriverla,
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essendo esageratamente sotto qualificato, ma ho sempre voluto leggere
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qualcosa di simile, e quindi questa era l'unica via. Spero che possa
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crescere e diventare un compendio di buone pratiche, punti di partenza
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e generiche informazioni.
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Gli attori
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In qualsiasi momento ognuna delle CPU di un sistema può essere:
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- non associata ad alcun processo, servendo un'interruzione hardware;
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- non associata ad alcun processo, servendo un softirq o tasklet;
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- in esecuzione nello spazio kernel, associata ad un processo
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(contesto utente);
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- in esecuzione di un processo nello spazio utente;
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Esiste un ordine fra questi casi. Gli ultimi due possono avvicendarsi (preempt)
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l'un l'altro, ma a parte questo esiste una gerarchia rigida: ognuno di questi
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può avvicendarsi solo ad uno di quelli sottostanti. Per esempio, mentre un
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softirq è in esecuzione su d'una CPU, nessun altro softirq può avvicendarsi
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nell'esecuzione, ma un'interruzione hardware può. Ciò nonostante, le altre CPU
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del sistema operano indipendentemente.
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Più avanti vedremo alcuni modi in cui dal contesto utente è possibile bloccare
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le interruzioni, così da impedirne davvero il diritto di prelazione.
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Contesto utente
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Ci si trova nel contesto utente quando si arriva da una chiamata di sistema
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od altre eccezioni: come nello spazio utente, altre procedure più importanti,
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o le interruzioni, possono far valere il proprio diritto di prelazione sul
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vostro processo. Potete sospendere l'esecuzione chiamando :c:func:`schedule()`.
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.. note::
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Si è sempre in contesto utente quando un modulo viene caricato o rimosso,
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e durante le operazioni nello strato dei dispositivi a blocchi
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(*block layer*).
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Nel contesto utente, il puntatore ``current`` (il quale indica il processo al
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momento in esecuzione) è valido, e :c:func:`in_interrupt()`
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(``include/linux/preempt.h``) è falsa.
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.. warning::
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Attenzione che se avete la prelazione o i softirq disabilitati (vedere
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di seguito), :c:func:`in_interrupt()` ritornerà un falso positivo.
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Interruzioni hardware (Hard IRQs)
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Temporizzatori, schede di rete e tastiere sono esempi di vero hardware
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che possono produrre interruzioni in un qualsiasi momento. Il kernel esegue
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i gestori d'interruzione che prestano un servizio all'hardware. Il kernel
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garantisce che questi gestori non vengano mai interrotti: se una stessa
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interruzione arriva, questa verrà accodata (o scartata).
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Dato che durante la loro esecuzione le interruzioni vengono disabilitate,
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i gestori d'interruzioni devono essere veloci: spesso si limitano
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esclusivamente a notificare la presa in carico dell'interruzione,
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programmare una 'interruzione software' per l'esecuzione e quindi terminare.
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Potete dire d'essere in una interruzione hardware perché :c:func:`in_irq()`
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ritorna vero.
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.. warning::
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Attenzione, questa ritornerà un falso positivo se le interruzioni
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sono disabilitate (vedere di seguito).
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Contesto d'interruzione software: softirq e tasklet
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Quando una chiamata di sistema sta per tornare allo spazio utente,
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oppure un gestore d'interruzioni termina, qualsiasi 'interruzione software'
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marcata come pendente (solitamente da un'interruzione hardware) viene
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eseguita (``kernel/softirq.c``).
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La maggior parte del lavoro utile alla gestione di un'interruzione avviene qui.
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All'inizio della transizione ai sistemi multiprocessore, c'erano solo i
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cosiddetti 'bottom half' (BH), i quali non traevano alcun vantaggio da questi
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sistemi. Non appena abbandonammo i computer raffazzonati con fiammiferi e
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cicche, abbandonammo anche questa limitazione e migrammo alle interruzioni
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software 'softirqs'.
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Il file ``include/linux/interrupt.h`` elenca i differenti tipi di 'softirq'.
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Un tipo di softirq molto importante è il timer (``include/linux/timer.h``):
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potete programmarlo per far si che esegua funzioni dopo un determinato
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periodo di tempo.
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Dato che i softirq possono essere eseguiti simultaneamente su più di un
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processore, spesso diventa estenuante l'averci a che fare. Per questa ragione,
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i tasklet (``include/linux/interrupt.h``) vengo usati più di frequente:
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possono essere registrati dinamicamente (il che significa che potete averne
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quanti ne volete), e garantiscono che un qualsiasi tasklet verrà eseguito
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solo su un processore alla volta, sebbene diversi tasklet possono essere
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eseguiti simultaneamente.
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.. warning::
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Il nome 'tasklet' è ingannevole: non hanno niente a che fare
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con i 'processi' ('tasks'), e probabilmente hanno più a che vedere
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con qualche pessima vodka che Alexey Kuznetsov si fece a quel tempo.
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Potete determinate se siete in un softirq (o tasklet) utilizzando la
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macro :c:func:`in_softirq()` (``include/linux/preempt.h``).
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.. warning::
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State attenti che questa macro ritornerà un falso positivo
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se :ref:`botton half lock <it_local_bh_disable>` è bloccato.
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Alcune regole basilari
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Nessuna protezione della memoria
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Se corrompete la memoria, che sia in contesto utente o d'interruzione,
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la macchina si pianterà. Siete sicuri che quello che volete fare
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non possa essere fatto nello spazio utente?
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Nessun numero in virgola mobile o MMX
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Il contesto della FPU non è salvato; anche se siete in contesto utente
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lo stato dell'FPU probabilmente non corrisponde a quello del processo
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corrente: vi incasinerete con lo stato di qualche altro processo. Se
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||||
volete davvero usare la virgola mobile, allora dovrete salvare e recuperare
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||||
lo stato dell'FPU (ed evitare cambi di contesto). Generalmente è una
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cattiva idea; usate l'aritmetica a virgola fissa.
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||||
Un limite rigido dello stack
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A seconda della configurazione del kernel lo stack è fra 3K e 6K per la
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maggior parte delle architetture a 32-bit; è di 14K per la maggior
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parte di quelle a 64-bit; e spesso è condiviso con le interruzioni,
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per cui non si può usare.
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Evitare profonde ricorsioni ad enormi array locali nello stack
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(allocateli dinamicamente).
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Il kernel Linux è portabile
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Quindi mantenetelo tale. Il vostro codice dovrebbe essere a 64-bit ed
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indipendente dall'ordine dei byte (endianess) di un processore. Inoltre,
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||||
dovreste minimizzare il codice specifico per un processore; per esempio
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||||
il codice assembly dovrebbe essere incapsulato in modo pulito e minimizzato
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||||
per facilitarne la migrazione. Generalmente questo codice dovrebbe essere
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limitato alla parte di kernel specifica per un'architettura.
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ioctl: non scrivere nuove chiamate di sistema
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Una chiamata di sistema, generalmente, è scritta così::
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asmlinkage long sys_mycall(int arg)
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{
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return 0;
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}
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||||
Primo, nella maggior parte dei casi non volete creare nuove chiamate di
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sistema.
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Create un dispositivo a caratteri ed implementate l'appropriata chiamata ioctl.
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||||
Questo meccanismo è molto più flessibile delle chiamate di sistema: esso non
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dev'essere dichiarato in tutte le architetture nei file
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||||
``include/asm/unistd.h`` e ``arch/kernel/entry.S``; inoltre, è improbabile
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che questo venga accettato da Linus.
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Se tutto quello che il vostro codice fa è leggere o scrivere alcuni parametri,
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||||
considerate l'implementazione di un'interfaccia :c:func:`sysfs()`.
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All'interno di una ioctl vi trovate nel contesto utente di un processo. Quando
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avviene un errore dovete ritornare un valore negativo di errno (consultate
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||||
``include/uapi/asm-generic/errno-base.h``,
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||||
``include/uapi/asm-generic/errno.h`` e ``include/linux/errno.h``), altrimenti
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ritornate 0.
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||||
Dopo aver dormito dovreste verificare se ci sono stati dei segnali: il modo
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||||
Unix/Linux di gestire un segnale è di uscire temporaneamente dalla chiamata
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||||
di sistema con l'errore ``-ERESTARTSYS``. La chiamata di sistema ritornerà
|
||||
al contesto utente, eseguirà il gestore del segnale e poi la vostra chiamata
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||||
di sistema riprenderà (a meno che l'utente non l'abbia disabilitata). Quindi,
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||||
dovreste essere pronti per continuare l'esecuzione, per esempio nel mezzo
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||||
della manipolazione di una struttura dati.
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||||
::
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if (signal_pending(current))
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return -ERESTARTSYS;
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||||
Se dovete eseguire dei calcoli molto lunghi: pensate allo spazio utente.
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||||
Se **davvero** volete farlo nel kernel ricordatevi di verificare periodicamente
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||||
se dovete *lasciare* il processore (ricordatevi che, per ogni processore, c'è
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||||
un sistema multi-processo senza diritto di prelazione).
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Esempio::
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cond_resched(); /* Will sleep */
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Una breve nota sulla progettazione delle interfacce: il motto dei sistemi
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UNIX è "fornite meccanismi e non politiche"
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La ricetta per uno stallo
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Non è permesso invocare una procedura che potrebbe dormire, fanno eccezione
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i seguenti casi:
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- Siete in un contesto utente.
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- Non trattenete alcun spinlock.
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- Avete abilitato le interruzioni (in realtà, Andy Kleen dice che
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lo schedulatore le abiliterà per voi, ma probabilmente questo non è quello
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che volete).
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Da tener presente che alcune funzioni potrebbero dormire implicitamente:
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le più comuni sono quelle per l'accesso allo spazio utente (\*_user) e
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quelle per l'allocazione della memoria senza l'opzione ``GFP_ATOMIC``
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Dovreste sempre compilare il kernel con l'opzione ``CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP``
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attiva, questa vi avviserà se infrangete una di queste regole.
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||||
Se **infrangete** le regole, allora potreste bloccare il vostro scatolotto.
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Veramente.
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Alcune delle procedure più comuni
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:c:func:`printk()`
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Definita in ``include/linux/printk.h``
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:c:func:`printk()` fornisce messaggi alla console, dmesg, e al demone syslog.
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||||
Essa è utile per il debugging o per la notifica di errori; può essere
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utilizzata anche all'interno del contesto d'interruzione, ma usatela con
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||||
cautela: una macchina che ha la propria console inondata da messaggi diventa
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||||
inutilizzabile. La funzione utilizza un formato stringa quasi compatibile con
|
||||
la printf ANSI C, e la concatenazione di una stringa C come primo argomento
|
||||
per indicare la "priorità"::
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printk(KERN_INFO "i = %u\n", i);
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||||
Consultate ``include/linux/kern_levels.h`` per gli altri valori ``KERN_``;
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||||
questi sono interpretati da syslog come livelli. Un caso speciale:
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||||
per stampare un indirizzo IP usate::
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__be32 ipaddress;
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||||
printk(KERN_INFO "my ip: %pI4\n", &ipaddress);
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||||
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||||
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||||
:c:func:`printk()` utilizza un buffer interno di 1K e non s'accorge di
|
||||
eventuali sforamenti. Accertatevi che vi basti.
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||||
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.. note::
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||||
Saprete di essere un vero hacker del kernel quando inizierete a digitare
|
||||
nei vostri programmi utenti le printf come se fossero printk :)
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||||
.. note::
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Un'altra nota a parte: la versione originale di Unix 6 aveva un commento
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||||
sopra alla funzione printf: "Printf non dovrebbe essere usata per il
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||||
chiacchiericcio". Dovreste seguire questo consiglio.
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||||
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||||
:c:func:`copy_to_user()` / :c:func:`copy_from_user()` / :c:func:`get_user()` / :c:func:`put_user()`
|
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---------------------------------------------------------------------------------------------------
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||||
Definite in ``include/linux/uaccess.h`` / ``asm/uaccess.h``
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||||
**[DORMONO]**
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||||
:c:func:`put_user()` e :c:func:`get_user()` sono usate per ricevere ed
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||||
impostare singoli valori (come int, char, o long) da e verso lo spazio utente.
|
||||
Un puntatore nello spazio utente non dovrebbe mai essere dereferenziato: i dati
|
||||
dovrebbero essere copiati usando suddette procedure. Entrambe ritornano
|
||||
``-EFAULT`` oppure 0.
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||||
|
||||
:c:func:`copy_to_user()` e :c:func:`copy_from_user()` sono più generiche:
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||||
esse copiano una quantità arbitraria di dati da e verso lo spazio utente.
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||||
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||||
.. warning::
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||||
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||||
Al contrario di:c:func:`put_user()` e :c:func:`get_user()`, queste
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||||
funzioni ritornano la quantità di dati copiati (0 è comunque un successo).
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||||
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||||
[Sì, questa stupida interfaccia mi imbarazza. La battaglia torna in auge anno
|
||||
dopo anno. --RR]
|
||||
|
||||
Le funzioni potrebbero dormire implicitamente. Queste non dovrebbero mai essere
|
||||
invocate fuori dal contesto utente (non ha senso), con le interruzioni
|
||||
disabilitate, o con uno spinlock trattenuto.
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||||
:c:func:`kmalloc()`/:c:func:`kfree()`
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-------------------------------------
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Definite in ``include/linux/slab.h``
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||||
|
||||
**[POTREBBERO DORMIRE: LEGGI SOTTO]**
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||||
Queste procedure sono utilizzate per la richiesta dinamica di un puntatore ad
|
||||
un pezzo di memoria allineato, esattamente come malloc e free nello spazio
|
||||
utente, ma :c:func:`kmalloc()` ha un argomento aggiuntivo per indicare alcune
|
||||
opzioni. Le opzioni più importanti sono:
|
||||
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||||
``GFP_KERNEL``
|
||||
Potrebbe dormire per librarare della memoria. L'opzione fornisce il modo
|
||||
più affidabile per allocare memoria, ma il suo uso è strettamente limitato
|
||||
allo spazio utente.
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||||
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||||
``GFP_ATOMIC``
|
||||
Non dorme. Meno affidabile di ``GFP_KERNEL``, ma può essere usata in un
|
||||
contesto d'interruzione. Dovreste avere **davvero** una buona strategia
|
||||
per la gestione degli errori in caso di mancanza di memoria.
|
||||
|
||||
``GFP_DMA``
|
||||
Alloca memoria per il DMA sul bus ISA nello spazio d'indirizzamento
|
||||
inferiore ai 16MB. Se non sapete cos'è allora non vi serve.
|
||||
Molto inaffidabile.
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||||
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||||
Se vedete un messaggio d'avviso per una funzione dormiente che viene chiamata
|
||||
da un contesto errato, allora probabilmente avete usato una funzione
|
||||
d'allocazione dormiente da un contesto d'interruzione senza ``GFP_ATOMIC``.
|
||||
Dovreste correggerlo. Sbrigatevi, non cincischiate.
|
||||
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||||
Se allocate almeno ``PAGE_SIZE``(``asm/page.h`` o ``asm/page_types.h``) byte,
|
||||
considerate l'uso di :c:func:`__get_free_pages()` (``include/linux/gfp.h``).
|
||||
Accetta un argomento che definisce l'ordine (0 per per la dimensione di una
|
||||
pagine, 1 per una doppia pagina, 2 per quattro pagine, eccetra) e le stesse
|
||||
opzioni d'allocazione viste precedentemente.
|
||||
|
||||
Se state allocando un numero di byte notevolemnte superiore ad una pagina
|
||||
potete usare :c:func:`vmalloc()`. Essa allocherà memoria virtuale all'interno
|
||||
dello spazio kernel. Questo è un blocco di memoria fisica non contiguo, ma
|
||||
la MMU vi darà l'impressione che lo sia (quindi, sarà contiguo solo dal punto
|
||||
di vista dei processori, non dal punto di vista dei driver dei dispositivi
|
||||
esterni).
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||||
Se per qualche strana ragione avete davvero bisogno di una grossa quantità di
|
||||
memoria fisica contigua, avete un problema: Linux non ha un buon supporto per
|
||||
questo caso d'uso perché, dopo un po' di tempo, la frammentazione della memoria
|
||||
rende l'operazione difficile. Il modo migliore per allocare un simile blocco
|
||||
all'inizio dell'avvio del sistema è attraverso la procedura
|
||||
:c:func:`alloc_bootmem()`.
|
||||
|
||||
Prima di inventare la vostra cache per gli oggetti più usati, considerate
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||||
l'uso di una cache slab disponibile in ``include/linux/slab.h``.
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||||
|
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:c:func:`current()`
|
||||
-------------------
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||||
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||||
Definita in ``include/asm/current.h``
|
||||
|
||||
Questa variabile globale (in realtà una macro) contiene un puntatore alla
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||||
struttura del processo corrente, quindi è valido solo dal contesto utente.
|
||||
Per esempio, quando un processo esegue una chiamata di sistema, questo
|
||||
punterà alla struttura dati del processo chiamate.
|
||||
Nel contesto d'interruzione in suo valore **non è NULL**.
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||||
|
||||
:c:func:`mdelay()`/:c:func:`udelay()`
|
||||
-------------------------------------
|
||||
|
||||
Definite in ``include/asm/delay.h`` / ``include/linux/delay.h``
|
||||
|
||||
Le funzioni :c:func:`udelay()` e :c:func:`ndelay()` possono essere utilizzate
|
||||
per brevi pause. Non usate grandi valori perché rischiate d'avere un
|
||||
overflow - in questo contesto la funzione :c:func:`mdelay()` è utile,
|
||||
oppure considerate :c:func:`msleep()`.
|
||||
|
||||
:c:func:`cpu_to_be32()`/:c:func:`be32_to_cpu()`/:c:func:`cpu_to_le32()`/:c:func:`le32_to_cpu()`
|
||||
-----------------------------------------------------------------------------------------------
|
||||
|
||||
Definite in ``include/asm/byteorder.h``
|
||||
|
||||
La famiglia di funzioni :c:func:`cpu_to_be32()` (dove "32" può essere
|
||||
sostituito da 64 o 16, e "be" con "le") forniscono un modo generico
|
||||
per fare conversioni sull'ordine dei byte (endianess): esse ritornano
|
||||
il valore convertito. Tutte le varianti supportano anche il processo inverso:
|
||||
:c:func:`be32_to_cpu()`, eccetera.
|
||||
|
||||
Queste funzioni hanno principalmente due varianti: la variante per
|
||||
puntatori, come :c:func:`cpu_to_be32p(), che prende un puntatore
|
||||
ad un tipo, e ritorna il valore convertito. L'altra variante per
|
||||
la famiglia di conversioni "in-situ", come :c:func:`cpu_to_be32s()`,
|
||||
che convertono il valore puntato da un puntatore, e ritornano void.
|
||||
|
||||
:c:func:`local_irq_save()`/:c:func:`local_irq_restore()`
|
||||
--------------------------------------------------------
|
||||
|
||||
Definite in ``include/linux/irqflags.h``
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Queste funzioni abilitano e disabilitano le interruzioni hardware
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sul processore locale. Entrambe sono rientranti; esse salvano lo stato
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precedente nel proprio argomento ``unsigned long flags``. Se sapete
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che le interruzioni sono abilite, potete semplicemente utilizzare
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:c:func:`local_irq_disable()` e :c:func:`local_irq_enable()`.
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.. _it_local_bh_disable:
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:c:func:`local_bh_disable()`/:c:func:`local_bh_enable()`
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--------------------------------------------------------
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Definite in ``include/linux/bottom_half.h``
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Queste funzioni abilitano e disabilitano le interruzioni software
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sul processore locale. Entrambe sono rientranti; se le interruzioni
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||||
software erano già state disabilitate in precedenza, rimarranno
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disabilitate anche dopo aver invocato questa coppia di funzioni.
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||||
Lo scopo è di prevenire l'esecuzione di softirq e tasklet sul processore
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attuale.
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:c:func:`smp_processor_id()`
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----------------------------
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Definita in ``include/linux/smp.h``
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:c:func:`get_cpu()` nega il diritto di prelazione (quindi non potete essere
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spostati su un altro processore all'improvviso) e ritorna il numero
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del processore attuale, fra 0 e ``NR_CPUS``. Da notare che non è detto
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che la numerazione dei processori sia continua. Quando avete terminato,
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ritornate allo stato precedente con :c:func:`put_cpu()`.
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||||
Se sapete che non dovete essere interrotti da altri processi (per esempio,
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se siete in un contesto d'interruzione, o il diritto di prelazione
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||||
è disabilitato) potete utilizzare smp_processor_id().
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``__init``/``__exit``/``__initdata``
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------------------------------------
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Definite in ``include/linux/init.h``
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Dopo l'avvio, il kernel libera una sezione speciale; le funzioni marcate
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con ``__init`` e le strutture dati marcate con ``__initdata`` vengono
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eliminate dopo il completamento dell'avvio: in modo simile i moduli eliminano
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questa memoria dopo l'inizializzazione. ``__exit`` viene utilizzato per
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dichiarare che una funzione verrà utilizzata solo in fase di rimozione:
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la detta funzione verrà eliminata quando il file che la contiene non è
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||||
compilato come modulo. Guardate l'header file per informazioni. Da notare che
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||||
non ha senso avere una funzione marcata come ``__init`` e al tempo stesso
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esportata ai moduli utilizzando :c:func:`EXPORT_SYMBOL()` o
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:c:func:`EXPORT_SYMBOL_GPL()` - non funzionerà.
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:c:func:`__initcall()`/:c:func:`module_init()`
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----------------------------------------------
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Definite in ``include/linux/init.h`` / ``include/linux/module.h``
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Molte parti del kernel funzionano bene come moduli (componenti del kernel
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caricabili dinamicamente). L'utilizzo delle macro :c:func:`module_init()`
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||||
e :c:func:`module_exit()` semplifica la scrittura di codice che può funzionare
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||||
sia come modulo, sia come parte del kernel, senza l'ausilio di #ifdef.
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||||
La macro :c:func:`module_init()` definisce quale funzione dev'essere
|
||||
chiamata quando il modulo viene inserito (se il file è stato compilato come
|
||||
tale), o in fase di avvio : se il file non è stato compilato come modulo la
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||||
macro :c:func:`module_init()` diventa equivalente a :c:func:`__initcall()`,
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||||
la quale, tramite qualche magia del linker, s'assicura che la funzione venga
|
||||
chiamata durante l'avvio.
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||||
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||||
La funzione può ritornare un numero d'errore negativo per scatenare un
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||||
fallimento del caricamento (sfortunatamente, questo non ha effetto se il
|
||||
modulo è compilato come parte integrante del kernel). Questa funzione è chiamata
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||||
in contesto utente con le interruzioni abilitate, quindi potrebbe dormire.
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:c:func:`module_exit()`
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-----------------------
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Definita in ``include/linux/module.h``
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Questa macro definisce la funzione che dev'essere chiamata al momento della
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||||
rimozione (o mai, nel caso in cui il file sia parte integrante del kernel).
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||||
Essa verrà chiamata solo quando il contatore d'uso del modulo raggiunge lo
|
||||
zero. Questa funzione può anche dormire, ma non può fallire: tutto dev'essere
|
||||
ripulito prima che la funzione ritorni.
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||||
Da notare che questa macro è opzionale: se non presente, il modulo non sarà
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||||
removibile (a meno che non usiate 'rmmod -f' ).
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:c:func:`try_module_get()`/:c:func:`module_put()`
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-------------------------------------------------
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Definite in ``include/linux/module.h``
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||||
Queste funzioni maneggiano il contatore d'uso del modulo per proteggerlo dalla
|
||||
rimozione (in aggiunta, un modulo non può essere rimosso se un altro modulo
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||||
utilizzo uno dei sui simboli esportati: vedere di seguito). Prima di eseguire
|
||||
codice del modulo, dovreste chiamare :c:func:`try_module_get()` su quel modulo:
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||||
se fallisce significa che il modulo è stato rimosso e dovete agire come se
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||||
non fosse presente. Altrimenti, potete accedere al modulo in sicurezza, e
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||||
chiamare :c:func:`module_put()` quando avete finito.
|
||||
|
||||
La maggior parte delle strutture registrabili hanno un campo owner
|
||||
(proprietario), come nella struttura
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:c:type:`struct file_operations <file_operations>`.
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||||
Impostate questo campo al valore della macro ``THIS_MODULE``.
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Code d'attesa ``include/linux/wait.h``
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======================================
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**[DORMONO]**
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Una coda d'attesa è usata per aspettare che qualcuno vi attivi quando una
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||||
certa condizione s'avvera. Per evitare corse critiche, devono essere usate
|
||||
con cautela. Dichiarate una :c:type:`wait_queue_head_t`, e poi i processi
|
||||
che vogliono attendere il verificarsi di quella condizione dichiareranno
|
||||
una :c:type:`wait_queue_entry_t` facendo riferimento a loro stessi, poi
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||||
metteranno questa in coda.
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Dichiarazione
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-------------
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Potere dichiarare una ``wait_queue_head_t`` utilizzando la macro
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:c:func:`DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD()` oppure utilizzando la procedura
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:c:func:`init_waitqueue_head()` nel vostro codice d'inizializzazione.
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Accodamento
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-----------
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Mettersi in una coda d'attesa è piuttosto complesso, perché dovete
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mettervi in coda prima di verificare la condizione. Esiste una macro
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a questo scopo: :c:func:`wait_event_interruptible()` (``include/linux/wait.h``).
|
||||
Il primo argomento è la testa della coda d'attesa, e il secondo è
|
||||
un'espressione che dev'essere valutata; la macro ritorna 0 quando questa
|
||||
espressione è vera, altrimenti ``-ERESTARTSYS`` se è stato ricevuto un segnale.
|
||||
La versione :c:func:`wait_event()` ignora i segnali.
|
||||
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||||
Svegliare una procedura in coda
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-------------------------------
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Chiamate :c:func:`wake_up()` (``include/linux/wait.h``); questa attiverà tutti
|
||||
i processi in coda. Ad eccezione se uno di questi è impostato come
|
||||
``TASK_EXCLUSIVE``, in questo caso i rimanenti non verranno svegliati.
|
||||
Nello stesso header file esistono altre varianti di questa funzione.
|
||||
|
||||
Operazioni atomiche
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===================
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||||
Certe operazioni sono garantite come atomiche su tutte le piattaforme.
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||||
Il primo gruppo di operazioni utilizza :c:type:`atomic_t`
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||||
(``include/asm/atomic.h``); questo contiene un intero con segno (minimo 32bit),
|
||||
e dovete utilizzare queste funzione per modificare o leggere variabili di tipo
|
||||
:c:type:`atomic_t`. :c:func:`atomic_read()` e :c:func:`atomic_set()` leggono ed
|
||||
impostano il contatore, :c:func:`atomic_add()`, :c:func:`atomic_sub()`,
|
||||
:c:func:`atomic_inc()`, :c:func:`atomic_dec()`, e
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||||
:c:func:`atomic_dec_and_test()` (ritorna vero se raggiunge zero dopo essere
|
||||
stata decrementata).
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||||
Sì. Ritorna vero (ovvero != 0) se la variabile atomica è zero.
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||||
Da notare che queste funzioni sono più lente rispetto alla normale aritmetica,
|
||||
e quindi non dovrebbero essere usate a sproposito.
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||||
|
||||
Il secondo gruppo di operazioni atomiche sono definite in
|
||||
``include/linux/bitops.h`` ed agiscono sui bit d'una variabile di tipo
|
||||
``unsigned long``. Queste operazioni prendono come argomento un puntatore
|
||||
alla variabile, e un numero di bit dove 0 è quello meno significativo.
|
||||
:c:func:`set_bit()`, :c:func:`clear_bit()` e :c:func:`change_bit()`
|
||||
impostano, cancellano, ed invertono il bit indicato.
|
||||
:c:func:`test_and_set_bit()`, :c:func:`test_and_clear_bit()` e
|
||||
:c:func:`test_and_change_bit()` fanno la stessa cosa, ad eccezione che
|
||||
ritornano vero se il bit era impostato; queste sono particolarmente
|
||||
utili quando si vuole impostare atomicamente dei flag.
|
||||
|
||||
Con queste operazioni è possibile utilizzare indici di bit che eccedono
|
||||
il valore ``BITS_PER_LONG``. Il comportamento è strano sulle piattaforme
|
||||
big-endian quindi è meglio evitarlo.
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||||
Simboli
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=======
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||||
All'interno del kernel, si seguono le normali regole del linker (ovvero,
|
||||
a meno che un simbolo non venga dichiarato con visibilita limitata ad un
|
||||
file con la parola chiave ``static``, esso può essere utilizzato in qualsiasi
|
||||
parte del kernel). Nonostante ciò, per i moduli, esiste una tabella dei
|
||||
simboli esportati che limita i punti di accesso al kernel. Anche i moduli
|
||||
possono esportare simboli.
|
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:c:func:`EXPORT_SYMBOL()`
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-------------------------
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Definita in ``include/linux/export.h``
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Questo è il classico metodo per esportare un simbolo: i moduli caricati
|
||||
dinamicamente potranno utilizzare normalmente il simbolo.
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|
||||
:c:func:`EXPORT_SYMBOL_GPL()`
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||||
-----------------------------
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||||
|
||||
Definita in ``include/linux/export.h``
|
||||
|
||||
Essa è simile a :c:func:`EXPORT_SYMBOL()` ad eccezione del fatto che i
|
||||
simboli esportati con :c:func:`EXPORT_SYMBOL_GPL()` possono essere
|
||||
utilizzati solo dai moduli che hanno dichiarato una licenza compatibile
|
||||
con la GPL attraverso :c:func:`MODULE_LICENSE()`. Questo implica che la
|
||||
funzione esportata è considerata interna, e non una vera e propria interfaccia.
|
||||
Alcuni manutentori e sviluppatori potrebbero comunque richiedere
|
||||
:c:func:`EXPORT_SYMBOL_GPL()` quando si aggiungono nuove funzionalità o
|
||||
interfacce.
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Procedure e convenzioni
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=======================
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Liste doppiamente concatenate ``include/linux/list.h``
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------------------------------------------------------
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Un tempo negli header del kernel c'erano tre gruppi di funzioni per
|
||||
le liste concatenate, ma questa è stata la vincente. Se non avete particolari
|
||||
necessità per una semplice lista concatenata, allora questa è una buona scelta.
|
||||
|
||||
In particolare, :c:func:`list_for_each_entry()` è utile.
|
||||
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||||
Convenzione dei valori di ritorno
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---------------------------------
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||||
Per codice chiamato in contesto utente, è molto comune sfidare le convenzioni
|
||||
C e ritornare 0 in caso di successo, ed un codice di errore negativo
|
||||
(eg. ``-EFAULT``) nei casi fallimentari. Questo potrebbe essere controintuitivo
|
||||
a prima vista, ma è abbastanza diffuso nel kernel.
|
||||
|
||||
Utilizzate :c:func:`ERR_PTR()` (``include/linux/err.h``) per codificare
|
||||
un numero d'errore negativo in un puntatore, e :c:func:`IS_ERR()` e
|
||||
:c:func:`PTR_ERR()` per recuperarlo di nuovo: così si evita d'avere un
|
||||
puntatore dedicato per il numero d'errore. Da brividi, ma in senso positivo.
|
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||||
Rompere la compilazione
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Linus e gli altri sviluppatori a volte cambiano i nomi delle funzioni e
|
||||
delle strutture nei kernel in sviluppo; questo non è solo per tenere
|
||||
tutti sulle spine: questo riflette cambiamenti fondamentati (eg. la funzione
|
||||
non può più essere chiamata con le funzioni attive, o fa controlli aggiuntivi,
|
||||
o non fa più controlli che venivano fatti in precedenza). Solitamente a questo
|
||||
s'accompagna un'adeguata e completa nota sulla lista di discussone
|
||||
linux-kernel; cercate negli archivi.
|
||||
Solitamente eseguire una semplice sostituzione su tutto un file rendere
|
||||
le cose **peggiori**.
|
||||
|
||||
Inizializzazione dei campi d'una struttura
|
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------------------------------------------
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||||
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||||
Il metodo preferito per l'inizializzazione delle strutture è quello
|
||||
di utilizzare gli inizializzatori designati, come definiti nello
|
||||
standard ISO C99, eg::
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|
||||
static struct block_device_operations opt_fops = {
|
||||
.open = opt_open,
|
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.release = opt_release,
|
||||
.ioctl = opt_ioctl,
|
||||
.check_media_change = opt_media_change,
|
||||
};
|
||||
|
||||
Questo rende più facile la ricerca con grep, e rende più chiaro quale campo
|
||||
viene impostato. Dovreste fare così perché si mostra meglio.
|
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||||
Estensioni GNU
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--------------
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||||
Le estensioni GNU sono esplicitamente permesse nel kernel Linux. Da notare
|
||||
che alcune delle più complesse non sono ben supportate, per via dello scarso
|
||||
sviluppo, ma le seguenti sono da considerarsi la norma (per maggiori dettagli,
|
||||
leggete la sezione "C Extensions" nella pagina info di GCC - Sì, davvero
|
||||
la pagina info, la pagina man è solo un breve riassunto delle cose nella
|
||||
pagina info).
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- Funzioni inline
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- Istruzioni in espressioni (ie. il costrutto ({ and }) ).
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- Dichiarate attributi di una funzione / variabile / tipo
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(__attribute__)
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||||
- typeof
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- Array con lunghezza zero
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- Macro varargs
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||||
- Aritmentica sui puntatori void
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||||
- Inizializzatori non costanti
|
||||
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||||
- Istruzioni assembler (non al di fuori di 'arch/' e 'include/asm/')
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||||
- Nomi delle funzioni come stringhe (__func__).
|
||||
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||||
- __builtin_constant_p()
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||||
Siate sospettosi quando utilizzate long long nel kernel, il codice generato
|
||||
da gcc è orribile ed anche peggio: le divisioni e le moltiplicazioni non
|
||||
funzionano sulle piattaforme i386 perché le rispettive funzioni di runtime
|
||||
di GCC non sono incluse nell'ambiente del kernel.
|
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|
||||
C++
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---
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||||
Solitamente utilizzare il C++ nel kernel è una cattiva idea perché
|
||||
il kernel non fornisce il necessario ambiente di runtime e gli header file
|
||||
non sono stati verificati. Rimane comunque possibile, ma non consigliato.
|
||||
Se davvero volete usarlo, almeno evitate le eccezioni.
|
||||
|
||||
NUMif
|
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-----
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||||
Viene generalmente considerato più pulito l'uso delle macro negli header file
|
||||
(o all'inizio dei file .c) per astrarre funzioni piuttosto che utlizzare
|
||||
l'istruzione di pre-processore \`#if' all'interno del codice sorgente.
|
||||
|
||||
Mettere le vostre cose nel kernel
|
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=================================
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||||
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||||
Al fine d'avere le vostre cose in ordine per l'inclusione ufficiale, o
|
||||
anche per avere patch pulite, c'è del lavoro amministrativo da fare:
|
||||
|
||||
- Trovare di chi è lo stagno in cui state pisciando. Guardare in cima
|
||||
ai file sorgenti, all'interno del file ``MAINTAINERS``, ed alla fine
|
||||
di tutti nel file ``CREDITS``. Dovreste coordinarvi con queste persone
|
||||
per evitare di duplicare gli sforzi, o provare qualcosa che è già stato
|
||||
rigettato.
|
||||
|
||||
Assicuratevi di mettere il vostro nome ed indirizzo email in cima a
|
||||
tutti i file che create o che mangeggiate significativamente. Questo è
|
||||
il primo posto dove le persone guarderanno quando troveranno un baco,
|
||||
o quando **loro** vorranno fare una modifica.
|
||||
|
||||
- Solitamente vorrete un'opzione di configurazione per la vostra modifica
|
||||
al kernel. Modificate ``Kconfig`` nella cartella giusta. Il linguaggio
|
||||
Config è facile con copia ed incolla, e c'è una completa documentazione
|
||||
nel file ``Documentation/kbuild/kconfig-language.txt``.
|
||||
|
||||
Nella descrizione della vostra opzione, assicuratevi di parlare sia agli
|
||||
utenti esperti sia agli utente che non sanno nulla del vostro lavoro.
|
||||
Menzionate qui le incompatibilità ed i problemi. Chiaramente la
|
||||
descrizione deve terminare con “if in doubt, say N” (se siete in dubbio,
|
||||
dite N) (oppure, occasionalmente, \`Y'); questo è per le persone che non
|
||||
hanno idea di che cosa voi stiate parlando.
|
||||
|
||||
- Modificate il file ``Makefile``: le variabili CONFIG sono esportate qui,
|
||||
quindi potete solitamente aggiungere una riga come la seguete
|
||||
"obj-$(CONFIG_xxx) += xxx.o". La sintassi è documentata nel file
|
||||
``Documentation/kbuild/makefiles.txt``.
|
||||
|
||||
- Aggiungete voi stessi in ``CREDITS`` se avete fatto qualcosa di notevole,
|
||||
solitamente qualcosa che supera il singolo file (comunque il vostro nome
|
||||
dovrebbe essere all'inizio dei file sorgenti). ``MAINTAINERS`` significa
|
||||
che volete essere consultati quando vengono fatte delle modifiche ad un
|
||||
sottosistema, e quando ci sono dei bachi; questo implica molto di più
|
||||
di un semplice impegno su una parte del codice.
|
||||
|
||||
- Infine, non dimenticatevi di leggere
|
||||
``Documentation/process/submitting-patches.rst`` e possibilmente anche
|
||||
``Documentation/process/submitting-drivers.rst``.
|
||||
|
||||
Trucchetti del kernel
|
||||
=====================
|
||||
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||||
Dopo una rapida occhiata al codice, questi sono i preferiti. Sentitevi liberi
|
||||
di aggiungerne altri.
|
||||
|
||||
``arch/x86/include/asm/delay.h``::
|
||||
|
||||
#define ndelay(n) (__builtin_constant_p(n) ? \
|
||||
((n) > 20000 ? __bad_ndelay() : __const_udelay((n) * 5ul)) : \
|
||||
__ndelay(n))
|
||||
|
||||
|
||||
``include/linux/fs.h``::
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Kernel pointers have redundant information, so we can use a
|
||||
* scheme where we can return either an error code or a dentry
|
||||
* pointer with the same return value.
|
||||
*
|
||||
* This should be a per-architecture thing, to allow different
|
||||
* error and pointer decisions.
|
||||
*/
|
||||
#define ERR_PTR(err) ((void *)((long)(err)))
|
||||
#define PTR_ERR(ptr) ((long)(ptr))
|
||||
#define IS_ERR(ptr) ((unsigned long)(ptr) > (unsigned long)(-1000))
|
||||
|
||||
``arch/x86/include/asm/uaccess_32.h:``::
|
||||
|
||||
#define copy_to_user(to,from,n) \
|
||||
(__builtin_constant_p(n) ? \
|
||||
__constant_copy_to_user((to),(from),(n)) : \
|
||||
__generic_copy_to_user((to),(from),(n)))
|
||||
|
||||
|
||||
``arch/sparc/kernel/head.S:``::
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* Sun people can't spell worth damn. "compatability" indeed.
|
||||
* At least we *know* we can't spell, and use a spell-checker.
|
||||
*/
|
||||
|
||||
/* Uh, actually Linus it is I who cannot spell. Too much murky
|
||||
* Sparc assembly will do this to ya.
|
||||
*/
|
||||
C_LABEL(cputypvar):
|
||||
.asciz "compatibility"
|
||||
|
||||
/* Tested on SS-5, SS-10. Probably someone at Sun applied a spell-checker. */
|
||||
.align 4
|
||||
C_LABEL(cputypvar_sun4m):
|
||||
.asciz "compatible"
|
||||
|
||||
|
||||
``arch/sparc/lib/checksum.S:``::
|
||||
|
||||
/* Sun, you just can't beat me, you just can't. Stop trying,
|
||||
* give up. I'm serious, I am going to kick the living shit
|
||||
* out of you, game over, lights out.
|
||||
*/
|
||||
|
||||
|
||||
Ringraziamenti
|
||||
==============
|
||||
|
||||
Ringrazio Andi Kleen per le sue idee, le risposte alle mie domande,
|
||||
le correzioni dei miei errori, l'aggiunta di contenuti, eccetera.
|
||||
Philipp Rumpf per l'ortografia e per aver reso più chiaro il testo, e
|
||||
per alcuni eccellenti punti tutt'altro che ovvi. Werner Almesberger
|
||||
per avermi fornito un ottimo riassunto di :c:func:`disable_irq()`,
|
||||
e Jes Sorensen e Andrea Arcangeli per le precisazioni. Michael Elizabeth
|
||||
Chastain per aver verificato ed aggiunto la sezione configurazione.
|
||||
Telsa Gwynne per avermi insegnato DocBook.
|
||||
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@ -0,0 +1,16 @@
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.. include:: ../disclaimer-ita.rst
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:Original: :ref:`Documentation/kernel-hacking/index.rst <kernel_hacking>`
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:Translator: Federico Vaga <federico.vaga@vaga.pv.it>
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.. _it_kernel_hacking:
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Guida all'hacking del kernel
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.. toctree::
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:maxdepth: 2
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hacking
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locking
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Разница между файлами не показана из-за своего большого размера
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