Системное программирование *

Владимир Китов, работающий с ИТ более полувека, возглавлял команды программистов в ГВЦ Минморфлота СССР и ЦНИИ «Монолит», руководил разработкой ПО для международной системы космического спасения КОСПАС-SARSAT и созданием мультитерминального монитора для ЕС ЭВМ. Он работал топ-менеджером в компаниях DEC, SIEMENS, «Техносерв», IBS, Fujitsu, написал учебник по системному программированию и несколько монографий, а теперь занимается историей информатики.

В продолжении интервью Владимир Китов вспоминает своего отца Анатолия Ивановича и других выдающихся советских ученых, объясняет, почему история автоматизированных систем управления — заметная часть истории страны, рассказывает о работе для сельского хозяйства в Институте кибернетики на рубеже 1980-1990-х.

В прошлой статье цикла мы потренировались сохранять данные из потокового интерфейса в память средствами DMA. Пришла пора сделать какую-то полезную поделку, используя полученные навыки. Очень полезная при удалённой отладке вещь — анализатор. Вообще, при работе с комплексом скорее нужны специализированные шинные анализаторы, но начинать лучше с чего-то попроще. Поэтому сейчас мы сделаем простейший логический анализатор на 32 канала. Понятно, что он будет совсем-совсем примитивным, но зато мы сделаем его своими руками. У кого ещё нет комплекса Redd, могут повторить опыт, используя любую макетную плату с ПЛИС фирмы Altera (Intel) и микросхемой ОЗУ. Итак, приступаем.

Источник всех утверждений статьи взят из данной видео-конференции Левика. В ней язык живой, а не "доклад под бумажку". Не поленитесь послушать, чтобы заранее не писать глупости (про теорию заговора и аргессивного продвижения).

Независимо от того, сколько вложений компании-разработчики могут потратить на инструментарий и обучение своих разработчиков, «C++, по своей сути, не является безопасным языком», сказал Райан Левик (Ryan Levick) 'cloud developer advocate' из Microsoft на виртуальной конференции AllThingsOpen в прошлом месяце, объясняя в виртуальной беседе почему Microsoft постепенно переходит с C/C++ на Rust для создания своего инфраструктурного программного обеспечения. И вдохновляет других гигантов индустрии программного обеспечения задуматься о том же.

С каждым годом курсовые для моих студентов становятся все объемнее. Например, в этом году одним из заданий была разработка метеостанции, ведь только ленивый не делает метеостанции, а студенты они по определению не ленивые, поэтому должны её сделать. Её можно быстро накидать в Cube или собрать на Ардуино, но задача курсового не в этом. Основная задача — самостоятельно, с нуля разобраться с модулями микроконтроллера, продумать архитектуру ПО и, собственно, закодировать все на С++, начиная от регистров и заканчивая задачами РТОС. Кому интересно, здесь пример отчета по такому курсовому

Так вот, появилась небольшая проблема, а именно, бесплатный IAR позволяет делать ПО размером не более 30 кБайт. А это уже впритык к размеру курсового в неоптимизированном виде. Анализ кода студентов выявил, что примерно 1/4 часть их приложения занимает FreeRtos — около 6 кБайт, хотя для того, чтобы сделать вытесняющую переключалку и управлялку задачами хватило бы, наверное… да байт 500 причем вместе с 3 задачами (светодиодными моргунчиками).

Эта статья будет посвящена тому, как можно реализовать Очень Простой Планировщик(он же SST), описанный в статье аж 2006 года и сейчас поддерживаемый Quantum Leaps в продукте Qp framework.

С помощью этого ядра очень просто реализовать конечный автомат, и оно очень хорошо может использоваться в небольших проектах студентами (и не только), которые могут получить дополнительно 5 кБайт в свое распоряжение.

Я попробую показать как можно реализовать такой планировщик самому. Чтобы не сильно перегружать статью, рассмотрю переключение контекста на CortexM0 у которого нет аппаратного модуля с плавающей точкой.

Все кто заинтересовался и хочет понять как можно переключать контекст, добро пожаловать под кат.

^{Фото: James P. Blair/National Geographic Creative}

Вы когда-нибудь сталкивались со следующей проблемой в rust, когда использовали std::sync::Mutex в асинхронном коде?

 7  |     tokio::spawn(/* some future here */);
    |     ^^^^^^^^^^^^ future returned by `fut` is not `Send`
    |
127 |         T: Future + Send + 'static,
    |                     ---- required by this bound in `tokio::task::spawn::spawn`
    |

В феврале в нашей новосибирской Точке кипения прошел тринадцатый митап JUGNsk, где Владимир Иванов, ведущий инженер Oracle из группы разработки виртуальной Java-машины HotSpot, рассказал, что сейчас приходит на смену JNI при взаимодействии Java-кода с native-кодом. Читайте далее о FFI (Foreign Function Interface), jextract, Memory Access API и Foreign ABI (Application Binary Interface).



Статья подготовлена по мотивам доклада, видеозапись которого с сессией вопросов-ответов можно найти тут. Это не просто расшифровка, а доработанная самим Владимиром версия исходного материала.

В предыдущих статьях мы разобрались с основами среды и достаточно подробно изучили язык программирования Microsoft PowerShell. Завершая цикл, мы рассмотрим работу с процессами и службами, реестром и журналами событий в распределенной среде, а также разберем некоторые способы администрирования операционной системы, настройки стороннего ПО и просмотра сведений об установленном оборудовании. Для этого в PowerShell активно применяются объекты различных типов, изучению которых были посвящены четвертая и пятая части цикла.

В рамках проекта All-Hardware довелось мне освоить работу с экраном на макетной плате LPC55S69-EVK фирмы NXP. Пикантность ситуации состоит в том, что штатно эта плата поставляется без экрана, так что в освоение работы также входил поиск экрана, который можно достать в наших краях, и его подключение.



Во второй части статьи, я расскажу о том, какие действия следует выполнить, чтобы повторить мой подвиг на практике. Но сначала я выскажу всё, что накипело за время работы. Правда, всё ниже сказанное является моим личным мнением и часто не совпадает с мнением руководства нашей компании. Но у инженера-программиста, лично прошедшего через это всё, вполне может быть собственное мнение… И вот оно.

Рассказывать начинающим инженерам истории о том, как ты когда-то серьёзно облажался – это хороший способ помочь им бороться с синдромом самозванца.

Это был, наверное, 1984-1985 год. Тогда я был 25-летним подающим надежды программистом с пятилетним стажем. Я и ещё один программист писали и поддерживали набор приложений, похожих на сегодняшний Office: электронные таблицы, текстовый процессор, база данных, плоттер и т.п. Мы настраивали всю эту систему для трёх-четырёх вертикальных рынков [бизнес-клиентов узкоспециальной направленности / прим. перев.].

Большую часть текстового процессора писал я сам. Писал я на Форте, и для различных вариантов комбинаций операционок и процессоров. Молодёжи невдомёк, но в те времена новые микрокомпьютеры со своей особой ОС и одним из нескольких вариантов процессоров выходили раз в несколько месяцев.

Форт использовал обмен блочными данными с диском. Каждый блок имел длину в 1 кб, и чтобы сохранить что-нибудь больше 1 кб, нужно было работать с мастер-блоком файла, где хранились смещения всех блоков с данными – по сути, это была пара списков, занятых и незанятых блоков.

Этой весной мы уже обсудили некоторые вводные темы, например, как проверить скорость ваших дисков и что такое RAID. Во второй из них мы даже пообещали продолжить изучение производительности различных многодисковых топологий в ZFS. Это файловая система следующего поколения, которая сейчас внедряется повсюду: от Apple до Ubuntu.

Всем привет! Сегодня мы напишем загрузчик, который будет выводить «Hello World» и запустим его на VirtualBox. Писать будем на ассемблере FASM. Скачать его можно отсюда. Также нам понадобится собственно VirtualBox и UltraISO. Перед тем как писать код, разберемся как загружаются операционные системы.

Итак, когда мы нажимаем большую кнопку включения на нашем компьютере запускается система, которая есть на любом компьютере — BIOS (Basic Input/Output System или базовая система ввода/вывода). Задача BIOS это:

Долгое время Rust позиционировался исключительно как язык для системного программирования. Попытки использовать Rust для высокоуровневых прикладных задач зачастую вызывали усмешку у значительной части сообщества: зачем использовать инструмент в том качестве, на которое он не рассчитан? Какая польза от возни с типами и анализатором заимствований (borrow checker), если есть Python и Java со сборкой мусора? Но другая часть сообщества всегда видела потенциал Rust именно как языка прикладного, и даже находила его удобным в использовании для быстрого прототипирования — во многом благодаря его особенностям, а не вопреки им.

Цитата из документации GCC [1]:

Атрибут cleanup предназначен для запуска функции, когда переменная выходит из области видимости. Этот атрибут может быть применён только к auto-переменным, и не может быть использован с параметрами или с static-переменными. Функция должна принимать один параметр, указатель на тип, совместимый с переменной. Возвращаемое значение функции, если оно есть, игнорируется.

Если включена опция -fexceptions, то функция cleanup_function запускается при раскрутке стека, во время обработки исключения. Отметим, что атрибут cleanup не перехватывает исключения, он только выполняет действие. Если функция cleanup_function не выполняяет возврат нормальным образом, поведение не определено.



Атрибут cleanup поддерживается компиляторами gcc и clang.

В этой статье я приведу описание различных вариантов практического использования атрибута cleanup и рассмотрю внутреннее устройство библиотеки, которая использует cleanup для реализации аналогов std::unique_ptr и std::shared_ptr на языке C.

Я ловлю в далёком отголоске,
Что случится на моём веку.
(«Гамлет», Борис Пастернак)

Признаться, пишу на чистом C я не так уж и часто и за развитием языка уже давно не слежу. Но тут произошло два неожиданных события: С вернул себе звание популярнейшего языка программирования по версии TIOBE и случился анонс первой за долгие годы действительно интересной книги, посвящённой этому языку. Поэтому я провёл несколько вечеров за изучением материалов о C2x — следующей версии C.

Самыми, на мой взгляд, интересными нововведениями я и хочу поделиться с читателями Хабра.

В этом бардаке, который сейчас происходит в мире, легко забыть, что прошло уже пять лет с выпуска 1.0 в 2015 году! Rust за эти пять лет сильно изменился, так что мы хотели бы вспомнить о работе всех участников сообщества, начиная с момента стабилизации языка.

Напомним, если кто забыл: Rust — это язык программирования общего назначения, который обладает средствами, позволяющими строить надёжное и эффективное программное обеспечение. Rust может быть использован в любой области: от ядра вашей операционной системы до вашего следующего web-приложения. Этот язык полностью построен участниками открытого многоликого сообщества, в основном волонтёрами, кто щедро делился своим временем и знаниями для того, чтобы помочь сделать Rust таким, какой он есть сейчас.

Старший научный сотрудник лаборатории искусственного интеллекта, нейротехнологий и бизнес-аналитики, доцент кафедры информатики РЭУ имени Плеханова Владимир Анатольевич Китов связан c ИТ уже более 50 лет. Окончив МЭИ по специальности «Прикладная математика», он работал программистом в ГВЦ Госплана СССР, возглавлял команды программистов в ГВЦ Минморфлота СССР и ЦНИИ «Монолит» (п/я Р-6211) Миноборонпрома СССР, где руководил разработкой программного обеспечения международной системы космического спасения КОСПАС-SARSAT, созданием для ЕС ЭВМ мультитерминального монитора ОБЬ и многих других программных комплексов реального времени.

С 1991 по 2011 год Владимир Анатольевич работал топ-менеджером в компаниях DEC, SIEMENS, «Техносерв», IBS, Fujitsu. Затем занялся историей отечественной информатики в ИИЕТ имени С. И. Вавилова РАН.

Владимир Китов — автор более 90 публикаций, среди которых монографии, книги, учебник по системному программированию. В первой части интервью Музейному проекту DataArt Владимир Анатольевич вспоминает важные этапы своей карьеры времен СССР — от учебы в МЭИ до создания и развития ОБИ.

От переводчика. Обычно не перевожу подобные статьи, т.к не вижу в них ничего интересного. Здесь же, два небольших, но важнейших нововведения — поддержка прямой линковки C++ библиотек и «позаимствованная» из Rust система владения и заимствования (вторая ласточка DFA, первая вышла в GCC10 буквально пару дней как, и в Nim тоже задумываются о подобном) с описанием. Собственно, всякие нудные перечни я не переводил, а ссылки ведут на оригинал.

Предыдущая версия перечня 2.0.91.1 (англ)
Где загрузить

2.092.0 вышла с 15 важными изменениями и 44 исправленными ошибками и улучшениями. Огромная благодарность 47 контрибьюторам, которые сделали этот релиз возможным.

Изменения компилятора

От переводчика: предлагаю вашему вниманию перевод очень старой статьи, опубликованной 15 января 1983 года. Несмотря на столь внушительный возраст, статья показалась мне интересной, и возможно, что она будет полезной для кого-то и сегодня. На эту статью, кстати, ссылается раздел справки man locate(1) на opennet.ru: https://www.opennet.ru/man.shtml?topic=locate.

Краткое содержание

Статья описывает механизм быстрого поиска файлов в UNIX. Он объединяет два метода компрессии данных с новой техникой поиска строк, и предназначен для быстрого поиска произвольных файлов. Код, интегрированный в стандартную утилиту find, производит поиск в предварительно созданной базе данных, обновляемой ежедневно. Это отличает его от обычного механизма поиска совпадений ключа с кандидатами, которые генерируются «на лету» из разбросанной (по диску) структуры директорий.

База данных путей к файлам является инкрементально-кодированным, отсортированным в лексикографическом порядке списком (иногда называемом «сжатым спереди» файлом), который также подвергнут обычному биграмному кодированию с целью получения эффективного сжатия. Коэффициент сжатия составляет от 5 до 6 по сравнению с обычным ASCII-представлением. Список сканируется с использованием модифицированного линейного поиска, специально приспособленного для инкрементального кодирования, при этом типичное время, затрачиваемое алгоритмом, на 40-50% меньше, чем обычный поиск.

Команда Rust опубликовала корректировочный выпуск Rust, 1.43.1. 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 1.43.1 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 вошло в версию 1.43.1

Rust 1.43.1 посвящён двум регрессиям, появившимся в 1.43.0. Также в этом выпуске обновлён OpenSSL, используемый Cargo.

Продолжаем двигаться к созданию реальных устройств на базе ПЛИС комплекса Redd. Для другого проекта All-Hardware мне нужен простенький логический анализатор, поэтому будем двигаться именно в этом направлении. Повезёт — дойдём и до шинного анализатора USB (но это пока в отдалённой перспективе). Сердцем любого анализатора является ОЗУ и блок, который сначала закачивает в него данные, а затем изымает их. Сегодня мы как раз спроектируем его.

Для этого мы освоим блок DMA. Вообще, DMA — моя любимая тема. Я даже делал большую статью про DMA у некоторых контроллеров ARM. Из той статьи видно, что DMA отнимает такты у шины. В текущей статье мы рассмотрим, как дела обстоят в случае процессорной системы на базе ПЛИС.