Системное программирование *

Сегодня мы будем анализировать бинарники на пару с CPU профилями, чтобы создать на их основе расширенные профили исполнения. Эти дополненные профили мы сможем использовать для оценки времени, которое программа тратит на проверки выхода за границу массивов и слайсов.

Наш цикл про ПЛИС Lattice ECP5 растянулся уже на шесть статей. Мы уже научились не только создавать простые проекты для них, но набили руку в разработке сложных систем на базе кроссплатформенной открытой среды LiteX. В целом, я уже набрал материалов, чтобы выдать инструкцию, как подключится к шине Wishbone в роли активного устройства (Master), но перед публикацией хочется провести ряд проверок, чтобы не наболтать не того.

С другой стороны, ещё в первой статье цикла я обещал, как будет формализована методика сборки синтезатора Yosys и разводчика NextPNR под Windows, рассказать, как это сделать, так как на тот момент у меня процесс сборки прошёл в режиме «неделю промучился, как-то сделал, повторить не смогу». Мой коллега систематизировал все те наброски, и теперь я могу поделиться итогами с общественностью. Так что, кто дружит с Linux, сегодня вряд ли узнает что-то интересное, а вот любители Windows – получат сведения, как начать работать с ПЛИС Lattice в этой ОС. Приступаем.

Я разобрала статью:

Hahn, S. S., Lee, S., Yee, I., Ryu, D., & Kim, J. (2018). FastTrack: Foreground App-Aware I/O Management for Improving User Experience of Android Smartphones. In 2018 Annual Technical Conference (USENIX 18) (pp. 15-28).

И хочу поделиться основными идеями по улучшению пользовательского опыта при взаимодействии со смартфонами Android.

Пользователям смартфонов важно, чтобы их устройства без задержек реагировали на действия пользователя. Инверсии приоритетов ввода-вывода в разделах кэша страниц (page cache) и хранилище (storage device) являются причинами увеличения времени отклика приложений переднего плана (FG, Foreground). Цель статьи - исследовать проблему инверсии приоритетов ввода-вывода на смартфонах Android, ее влияние на работу пользователя. Авторы статьи предлагают инструмент управления вводом-выводом FastTrack. Он вытесняет текущую фоновую активность на всех уровнях. 

По результатам тестирования инструмент ограничивает увеличение времени отклика на 27%, в дефолтной реализации Android еще на 2,319%. Когда шесть фоновых приложений (BG, Background) работают вместе, FastTrack может сократить время отклика приложения FG на 94% по сравнению с Android. Авторы изменили реализацию кэша страниц, планировщик ввода-вывода внутри хранилища. FastTrack улучшает взаимодействие пользователя со смартфонами, предотвращая инверсию приоритетов ввода-вывода.

Продолжаем тему D-Bus на Хабре. D-Bus — система межпроцессного взаимодействия (IPC), которая позволяет приложениям в операционной системе сообщаться друг с другом. При этом приложения могут находиться на разных компьютерах.

Данная публикация является логическим продолжением переводов вводной статьи и cпецификации D-Bus. Она имеет уже практическую направленность, поскольку в ней рассказывается о том, как грамотно проектировать D-Bus интерфейсы. Будет показано как избежать промахов, которые обычно происходят, когда вы создаете свой первый, второй, третий D-Bus интерфейс.

Совсем недавно, 25 января 2022 года вышел новый релиз Nginx - 1.21.6, в котором исправлена проблема неравномерного распределения входящих соединений между несколькими worker процессами в дефолтной конфигурации на Linux системах. Если конкретнее - use epoll, accept_mutex off, reuseport выключен.

В данной конфигурации при определенном характере нагрузки большинство входящих в Nginx соединений обрабатывается лишь одним worker процессом. 

Насколько я понимаю, эта проблема существует уже более пяти лет и берет начало в версии 1.11.3 (Jul 2016), когда в Nginx по умолчанию отключили accept_mutex, а вместо него стали полагаться на флаг EPOLLEXCLUSIVE, появившийся в ядре Linux 4.5.

Стоит заметить, что проблема балансировки входящих соединений при использовании механизма epoll и флага EPOLLEXCLUSIVE более глобальна и касается не только Nginx, а любых сетевых приложений, работающих по аналогичной схеме.

В этой статье мы посмотрим на историю и причины появления данной проблемы, а также рассмотрим код ее решения в новом релизе Nginx.

В предыдущих трёх статьях мы построили ПЛИС систему на базе LiteX, рабочие блоки для которой могут быть написаны не на странном языке, базирующимся на Питоне, а на чистом Верилоге. А благодаря LiteX, база для системы была создана для нас автоматически. Такой подход позволяет резко упростить и ускорить процесс разработки систем.

Пока что наши собственные модули были подключены к  системе через регистры команд и состояний (CSR). Часто этого более, чем достаточно, но иногда всё-таки разрабатываемые блоки должны содержать в себе сложные наборы регистров, а может даже и память. И без прямого подключения к системной шине не обойтись.

Сегодня мы подключим пару собственных Slave-устройств к системной шине Wishbone, которая будет создана средой LiteX. Устройства, разумеется, будут описаны на Верилоге. Приступаем!

Команда Rust рада представить новую версию языка — 1.58.0. Rust — это язык программирования, позволяющий каждому создавать надёжное и эффективное программное обеспечение.

Если у вас есть предыдущая версия Rust, установленная через rustup, то для обновления до версии 1.58.0 вам достаточно выполнить команду:

rustup update stable

Если у вас ещё нет rustup, то можете установить его со страницы на нашем веб-сайте, а также ознакомиться с подробным описанием выпуска 1.58.0 на GitHub.

Что стабилизировано в 1.58.0

В Rust 1.58 появились захваченные идентификаторы в форматируемых строках, изменился путь поиска в Windows для Command, в стандартной библиотеке стало больше аннотаций #[must_use], а также были стабилизированы некоторые функции.

При проведении Red Team операций часто возникает вопрос обхода средств защиты. В данной статье будет рассмотрен один из методов отключения антивирусов и EDR.

Мы уже несколько лет преподаем разработку компонентов учебной операционной системы xv6, и хотим поделиться своим опытом. Этот курс прошли уже около 600 студентов. Если вас заинтересует эта статья, то вы можете ознакомиться с нашим курсом.

После базовых курсов вроде операционных систем часто студенты выходят без реальных практических знаний. Лучше всего можно понять работу операционной системы, написав её самому. Но так как этот процесс может занять не один семестр, в рамках учебного курса можно ограничиться разработкой только ключевых компонентов. Для этого мы используем учебную операционную систему xv6, про которую расскажем ниже, так как она значительно проще Linux или других пользовательских ОС.

В предыдущей статье мы начали осваивать построение шинно-ориентированных систем на базе среды Litex (которая всё делает на Питоне) с внедрением собственных модулей на Верилоге. Статья так разрослась, что практические опыты мы оставили на потом. Пришла пора провести их. Сегодня мы подключимся к VGA-монитору и поуправляем изображением, которое выдаёт модуль gpu, описанный в файле gpu.v, то есть, реализованный на языке Verilog. Управлять мы им будем через регистр команд, расположенный в блоке CSR, спроецированном на шину Wishbone. Все эти сущности, в свою очередь относятся к среде Litex. Инструменты для опытов мы тоже будем использовать штатные, Litex-овские. Приступаем!

В предыдущей паре статей я рассуждал про ПЛИС Lattice. Давайте сегодня поговорим об эффективной разработке под них. Один наш крупный руководитель уверяет, что из разговоров с иностранными Заказчиками, он выяснил, что российских разработчиков считают пишущими классные вещи, но делающими это крайне медленно. Ну, разумеется, по сравнению с разработчиками из других стран. И разумеется, «классные» идёт на первом месте.

Один из методов обхода проблемы скорости разработки – использование готовой инфраструктуры для проектов. Я делал цикл статей про комплекс Redd, где продвигал использование готовой шинной инфраструктуры в среде разработки Quartus. Сначала это была честная процессорная система, потом – процессор мы изъяли, а шины – оставили.

Затем я делал пару циклов, где активно использовал данный подход. Мне приходилось дописывать только проблемно-ориентированные модули, остальное — среда разработки создавала за меня.

Есть ли что-то подобное для Lattice в частности и сцепки Yosys/NextPNR в целом? Вы не поверите! Решение не просто есть, но оно ещё и настолько кроссплатформенное, что подойдёт и для Yosys/NextPNR, и для Quartus, и для Vivado! И называется оно Litex. Итак, давайте попробуем поэкспериментировать с ним для подхода, который я уже давно продвигаю: «делаем штатную основу, а на неё нанизываем свои целевые блоки».

В предыдущей статье я поделился опытом работы с ПЛИС фирмы Lattice через инструменты с открытым исходным кодом Yosys и NextPNR. Как я отмечал, освоить их меня заставило не столько любопытство, сколько требования Заказчика. В том проекте у меня просто не было выбора. И та статья, скорее, была написана в помощь для быстрого старта тем, кого тоже заставят. А можно ли использовать эту сцепку для дома, для семьи? Для этого она должна быть удобной.

Как мы обсудили в комментариях к прошлой статье, в минусы этой сцепке можно записать отсутствие такого полезного инструмента, как SignalTap (Altera) или ChipScope (Xilinx). Замену этой парочке пока что удалось найти только в виде физического анализатора. Так себе замена, но хоть что-то.

Более серьёзная трудность заключалась в том, что все примеры, которые я находил, были реализованы на чистом Верилоге. А я уже не могу писать автоматы, не используя такой механизм, как enum. Меня каждый раз злит необходимость перенумеровывать состояния, если я правлю автомат по ходу разработки. Но чтобы был enum, надо пользоваться более прогрессивным стандартом языка, который уже называется SystemVerilog.

На странице Yosys  YosysHQ/yosys: Yosys Open SYnthesis Suite (github.com) описано, что данный язык ограниченно поддерживается синтезатором, и даже указана опция для его использования. А именно сказано, что команде read_verilog надо добавить ключ –sv. Но попытки найти в сети готовую инструкцию для новичков, как её активировать, я не нашёл, потому что если кто-то и пользуется этой командой, то для одного файла, а не для списка.

Наконец, я разобрался, поэтому делаю такую инструкцию, чтобы любой желающий смог быстро найти готовое решение.

"Генерация случайных чисел слишком важна, чтобы оставлять ее на волю случая" - Роберт Р. Кавью

Как-то поздним летним вечером мне пришлось разобраться, как устроены генераторы случайных чисел в Windows и Linux. Собственно, в этой статье я попробую привести саккумулированную информацию, и преподнести её максимально простыми словами, без необходимости лезть в исходники, туториалы и статьи.

В процессе обратной разработки прошивок иногда возникает задача по ее эмуляции, например, для фаззинг тестирования или детального изучения поведения в динамике. На практике обычно для этого хватает фреймворков avatar2, unicorn, qiling и подобных. Однако они поддерживают далеко не все платформы и имеют ряд ограничений для решения таких задач. При разработке эмулятора PLC я столкнулся с тем, что ни один фреймворк для эмуляции не поддерживал требуемую платформу.

Частично эти ограничения снимает разработка эмулятора на базе qemu, однако статей по этой тематике в сети достаточно мало, а официальная документация не содержит примеров реализации простых девайсов. В этой статье я хотел бы восполнить этот недостаток и поделиться своим небольшим опытом по реализации машины в qemu, чтобы сэкономить время начинающих разработчиков и исследователей безопасности, сталкивающихся с похожей задачей.

Команда Rust рада сообщить о выпуске новой версии — 1.57.0. Rust — это язык программирования, позволяющий каждому создавать надёжное и эффективное программное обеспечение.

Если вы установили предыдущую версию Rust средствами rustup, то для обновления до версии 1.57.0 вам достаточно выполнить следующую команду:

rustup update stable

Если у вас ещё не установлен rustup, вы можете установить его с соответствующей страницы нашего веб-сайта, а также посмотреть подробные примечания к выпуску на GitHub.

Что стабилизировано в 1.57.0

Rust 1.57 привносит panic! в константные контексты, добавляет поддержку настраиваемых профилей в Cargo и стабилизирует API, позволяющие обработать ошибки резервирования памяти.