Перед вами четвёртая часть серии, посвящённой написанию собственной ОС. Здесь мы реализуем и запустим собственный исполняемый файл в пространстве пользователя, а также системные вызовы для вывода символов на экран и их считывания при вводе на клавиатуре.

Навигация по частям

• Часть 1
• Часть 2
• Часть 3
• Часть 4 < — вы здесь
• Часть 5

Приветствую, уважаемые читатели!

Не так давно закончил перевод книги "Прозрачное программное обеспечение". Лично от себя могу в целом резюмировать, что книга интересная и выстроена достаточно грамотным образом. Местами встречаются сложные речевые обороты, перегруженные расшифровкой аббревиатур фреймворков и организаций, но углублённое раскрытие темы того требует. Думаю, для литературы подобного плана это вполне нормально. В остальном же очень много полезной информации для профильных специалистов и тех, кому актуально быть в курсе передовых тенденций защиты ПО. Ну и далее я в общих чертах передам содержание с фрагментами текста и сопутствующими схемами, чтобы вы могли сформировать представление о книге и её ценности конкретно для вас.

Посвящена книга одному из фундаментальных и важнейших аспектов современного мира программного обеспечения – его безопасности. И акцент в ней сделан не столько на ее общих принципах, сколько на защите цепочек поставок ПО, которые в последние годы стали одним из излюбленных векторов атаки среди злоумышленников. Чего стоит один только инцидент с SolarWinds 2019 года, названный Счетной палатой США одной из наиболее широкомасштабных хакерских кампаний против правительства и частного сектора за всю историю. Или же случай с уязвимостью Log4j в декабре 2021 года, когда вопреки умеренной сложности устранения самой этой уязвимости, основная проблема заключалась в ее локализации.

Перед вами третья часть серии статей, в которой мы пишем собственную небольшую ОС. В этой части мы реализуем аллокатор памяти, механизм её адресации с использованием таблицы страниц, а также переключение контекста и некоторые другие элементы системы.

▍ Навигация по вышедшим частям

• Часть 1
• Часть 2
• Часть 3 < — вы здесь
• Часть 4
• Часть 5

Продолжаем серию статей, посвящённую написанию собственной минималистичной ОС. В прошлой части мы познакомились со всеми вводными компонентами проекта и поставили общие цели. В этой же мы реализуем загрузку ядра, вывод строки Hello World!, механизм паники ядра, а также некоторые функции управления памятью и работы со строками.

▍ Навигация по вышедшим частям

• Часть 1
• Часть 2 < — вы здесь.
• Часть 3
• Часть 4
• Часть 5

Всем привет! В этой небольшой книге (серии статей, — прим. пер.) мы с нуля, шаг за шагом, напишем скромную ОС.

▍ Навигация по частям

• Часть 1 < — вы здесь.
• Часть 2
• Часть 3
• Часть 4
• Часть 5

Вы можете насторожиться, услышав, что разработка ОС или ядра, в частности, их базовых функций на удивление проста. Даже система Linux, которая воспринимается как масштабный опенсорсный проект, на стадии версии 0.01 включала всего 8 413 строк кода. Сегодня ядро Linux действительно огромно, но начиналось оно, как и типичный хобби-проект, с крохотной базы кода.

В рамках предстоящей серии статей мы на языке С реализуем базовое переключение контекста, страничное распределение памяти, режим пользователя, командную оболочку, драйвер дискового устройства и операции чтения/записи. И хотя такой объём работы может показаться масштабным, всё это уместится всего в 1 000 строк кода.

Но сразу предупрежу — процесс окажется не так прост, как выглядит на первый взгляд. Самой сложной частью создания собственной ОС является отладка. И мы не сможем использовать для этого printf, пока её не реализуем. Здесь вам потребуется освоить различные техники и приёмы отладки, которые в разработке ПО вы никогда не использовали. В частности, начиная «с нуля», вы будете встречать сложные этапы вроде процесса загрузки и страничной организации памяти. Но не пугайтесь, «отлаживать ОС» мы тоже научимся!

Чем сложнее отладка, тем больше радости от получения рабочего продукта. Так что приглашаю вас погрузиться в захватывающий мир разработки операционных систем!

Electron — это один из самых известных инструментов современного разработчика. Если присмотреться, то это родственник React Native, манящий лозунгом «пиши один раз, запускай везде!», но с гораздо меньшими издержками по сборке и релизу, чем в случае мобильной разработки. Его уникальное преимущество заключается в комбинации Node.js и Chromium, создающей мощную десктопную среду для веб-технологий. Официальный блог Electron не так давно отметил своё десятилетие, что весьма удивляет с учётом того, насколько глубоко этот инструмент успел проникнуть в культуру разработки.

Давайте-ка напишем простую программу для Linux. Насколько трудной она может быть? Только тут надо учесть, что простота противоположна сложности, но не трудности*, и создать нечто простое на удивление трудно. А что останется, если избавиться от сложности стандартной библиотеки, всех современных средств безопасности, отладочной информации и механизмов обработки ошибок?

SQLite быстра, но можно ли сделать её ещё быстрее? Исследователи из Университетов Хельсинки и Кембриджа задались этим вопросом и опубликовали работу Serverless Runtime / Database Co-Design With Asynchronous I/O. В ней они продемонстрировали возможность 100-кратного снижения времени задержки, и ниже я в общих чертах эту их работу прокомментирую.

Речь пойдёт об исследовании возможностей Limbo — переписанной на Rust версии SQLite.

Merciful Stalin Sort (сортировка «Милосердный Сталин») — это новый алгоритм сортировки, вдохновлённый пресловутым Stalin Sort (сталинской сортировкой). В ходе развлекательного эксперимента со сталинской сортировкой возникла интригующая идея: что, если вместо удаления выбивающихся элементов, сохранить те, которые идут по порядку, и рекурсивно упорядочить остальные? Логика заключалась в том, чтобы добиться повышения производительности за счёт уменьшения массива, требующего сортировки, особенно в случае частично упорядоченных массивов. Это и привело к разработке сортировки «Милосердный Сталин».

Хочу затронуть давнюю шумиху на тему того, что в схеме Apple Macintosh LC III один из конденсаторов установлен задом наперёд. LC III — это модель Mac размером с «коробку от пиццы». Выпускалась она с начала 1993 по начало 1994 года преимущественно для сферы образования. Также существовала линейка потребительских модификаций в виде моделей Performa 450, 460, 466 и 467. Масштабного отзыва устройств со стороны Apple так и не последовало, что, на мой взгляд, и вызвало среди сообщества скептическое отношение к проблеме. Поэтому предлагаю взглянуть на эту историю более подробно и подробно рассмотреть саму схему устройства. Действительно ли инженеры Apple допустили ошибку?

За последние годы дроны стремительно переросли из нишевых хобби-девайсов в гибкие инструменты, применяемые для множества всевозможных задач — от фотографии до сельского хозяйства и даже военной сферы. В зависимости от назначения, характеристик и способности нести полезную нагрузку подобные устройства могут стоить от нескольких тысяч до миллионов.

И хотя основной принцип, лежащий в их основе, может казаться простым, для правильного функционирования дронов и реализации ими нужных задач применяются сложные технологии и вычислительные системы. Например, для сохранения стабильности в полёте необходимы прецизионные датчики вроде гироскопа, а также эффективная обработка считываемых ими данных. Нашим же проектом станет сборка небольшого дрона, управляемого с помощью смартфона.

Коротко о прошлой части: в стремлении создать идеальную десктопную систему, аналогичную GNOME и Debian, молодой Ploum присоединяется к тайному проекту «no-name-yet», который в итоге становится Ubuntu.

Двадцать лет назад на меня снизошло озарение: Linux готов для десктопа.

(*смех аудитории*)

Я был одним из тех подростков, которых то и дело звали «починить» компьютер. Соседи, друзья, родственники. Да, такой вот подросток-ботан. Вы наверняка понимаете, о чём я. Но в итоге мне надоело устанавливать взломанные антивирусы и налаживать системы Microsoft Windows, избавляя RAM от вредоносов и оживляя тормозящие процессоры в компьютерах, мигающих светодиодами питания в мольбе облегчить их страдания.

Устав от такой неоплачиваемой работы техника поддержки Microsoft, я предлагал людям либо установить Linux с моим полным сопровождением, либо больше не обращаться ко мне с подобными проблемами.

И, к моему удивлению, некоторые это предложение принимали.

Я произвёл реверс-инжиниринг модуля обновления прошивки своего HDD Toshiba, чтобы иметь возможность обновлять её под Linux. Приведённые ниже команды должны работать, но используйте их на свой страх и риск:

$ wget https://www.canvio.jp/en/support/download/hdd/ot_ihdd/fw/ISFw.dat
$ grep -C2 MODELNAME ISFw.dat
 # ^
 # |___ здесь определяем нужное имя файла
$ wget https://www.canvio.jp/en/support/download/hdd/ot_ihdd/fw/sk060202.ftd
# hdparm --fwdownload-mode3 sk060202.ftd /dev/sdX

Предыстория

Недавно я приобрёл для своего NAS диск Toshiba HDWG480 HDD. Вот вывод команды hdparm -I /dev/XXX:

ATA device, with non-removable media
        Model Number:       TOSHIBA HDWG480
        Serial Number:      3430A00RFR0H
        Firmware Revision:  0601
        Transport:          Serial, ATA8-AST, SATA 1.0a, SATA II Extensions, SATA Rev 2.5, SATA Rev 2.6, SATA Rev 3.0
Standards:
        Used: unknown (minor revision code 0x006d)
        Supported: 10 9 8 7 6 5
        Likely used: 10
[...]

Как обычно, я хотел проверить, есть ли для него доступные обновления прошивки. На сайте Toshiba для моей модели приводится версия 0602.

К сожалению, и вполне ожидаемо, для пользователей Linux возможности обновления нет. Производитель предоставляет лишь «Internal Storage Firmware Update Utility» для Windows.

Сами файлы обновления также отсутствуют.

«Где мы, папа», — спросил меня 5-летний сын.

«Мы приземлимся примерно через час», — ответил я.

«Да нет, я имею в виду, где мы? Мы ещё не пролетаем Италию?»

Точно ответить я не мог. Это был недолгий перелёт по низкому тарифу без удобств в виде встроенных в подголовники кресел экранов. Тогда я огляделся по сторонам и заметил наклейку с призывом подключиться к WiFi-сети самолёта. Должно сработать. Думаю, что сайт вроде FlightRadar ответит на вопрос моего сынишки с точностью до нескольких метров.

Но, к его сожалению, я разработчик PySkyWiFi («абсолютно дурацкого WiFI-инструмента для бесплатного доступа в интернет при длительных перелётах»). Не платить за интернет авиакомпании — это моя личная фишка. Здесь же нам потребуется иная, офлайн-стратегия.

Одна строка CSS-кода может обеспечить чёткие переходы между страницами веб-приложений (и сайтов — для тех, кто их обслуживает, есть разница), открывая новые возможности для проектирования и работы. Так что предлагаю разобрать тему переходов между представлениями (View Transitions), обсудив их актуальность и сделав первые шаги при помощи всего одной строки CSS.

Вероятностные функции способны моделировать множество алгоритмов и процедур. Они помогают нам оптимизировать процессы для получения наилучших результатов. Опытные программные инженеры знают, что рано или поздно практически любое ПО достигает определённой степени недетерминированности, когда решение является не абсолютным, но при оптимальной конфигурации приближается к наилучшим результатам. В математическом смысле подобное решение обычно сводится к поиску минимума, максимума или пределов неких вероятностных функций.

В этой статье речь пойдёт об изяществе математики, лежащей в основе фильтров Блума. Мы разберём аспекты точности работы и компромиссов при конфигурировании этих фильтров, а также узнаем, почему в некоторых случаях они могут стать отличным выбором, особенно в сфере больших данных и системах OLAP, когда подразумевается обработка огромных и статичных датасетов.

Представьте, что управляете онлайн-магазином, предлагающим тысячи товаров.

Чтобы помочь пользователям находить нужные позиции, вы добавили строку поиска. Теперь посетители могут вводить интересующие их запросы, на что вы будете показывать им подходящие результаты.

Например, когда пользователь вводит «лето», вы можете показывать предметы вроде шортов, платьев, панам и пляжных зонтов.

Как бы вы реализовали такую систему?

Увеличенный кристалл процессора Pentium, где видно слой кремния и нижний металлический слой. Стрелками показаны места подключения антенных диодов. Чтобы сделать этот снимок, я счистил два верхних металлических слоя.

Недавно, изучая кристалл процессора Pentium, я заметил непонятные структуры, где линии сигнала без видимых на то причин были соединены с кремниевой подложкой. На фото выше я отметил два примера таких конструкций, где металлическая линия (оранжевая) соединяется с миниатюрными квадратными областями легированного кремния (серый), изолированными от остальной цепи. В итоге мне удалось выяснить, что эти структуры являются «антенными диодами», особыми диодами, защищающими цепь от повреждения во время производства пластин. И в текущей статье я порассуждаю на тему проектирования первых процессоров Pentium, попутно объяснив, как эти диоды работают.

Моя матушка страдает амнезией, и примерно два года назад я поставил у неё дома E-Ink дисплей, чтобы упростить ей самостоятельную жизнь. В итоге этот дисплей прекрасно работает по сей день, и я решил поделиться основными моментами его настройки для тех, кому он может пригодиться в похожих ситуациях.