Системное программирование *

Как известно, телефония предполагает передачу голоса. Для передачи голоса полная полоса 20Гц-20кГц никому не нужна, для четкого различимого и узнаваемого голоса вполне достаточно до 3.5кГц. Если быть точнее, речевая полоса частот используемая в телефонии от 300 до 3400Гц. При компрессии в общий канал, для точного выделения нужны защитные интервалы частот по краям, потому полоса пропускания — 4кГц. При оцифровке это получается 8кГц. Сейчас, в связи с развитием толщины каналов связи, те же скайпы и прочие, хвастающиеся «повышенным» качеством, используют 16кГц, а то и 32кГц, что, впрочем, реально на слух практически не отличимо при обычном разговоре (зато очень хорошо различимо при ухудшении качества канала связи, но когда это волновало маркетолухов).

Итак, практически все звуковые файлы, которые используются в телефонии, записаны с 8кГц оцифровкой. Для ускорения обработки больших потоков, применяемые методы сжатия так же просты и направлены на достойный результат при применении к желаемому — сжатию речи. Это простая оцифровка (PCM), простые дельта-кодеки (ADPCM, G711), либо хитрые кодеки (GSM 06.10). Эти форматы являются «родными» для систем телефонии — asterisk, freeswitch (и наверняка других тоже). В этих форматах данные подготавливаются для проигрывания системой людям, в эти же форматы системы могут записывать записи.

Однако сейчас всё шире web шагает по планете, и людям хочется иметь возможность прослушать записи разговоров, приветствий и др. на вебе, где «родным» форматом стал mp3…

Друзья! Только что состоялся наш вебинар по новому релизу Kerio Control.
Спасибо всем, кто смог его посетить — а это ни много ни мало, 80 человек! Спасибо за вопросы и интерес, проявленный к данному релизу.
Все, кто регистрировался на вебинар, получат письмо со ссылкой на его запись.

Также все желающие могут посмотреть запись вебинара здесь.

Кстати, если у вас есть предложения по темам будущих вебинаров — милости просим в комментарии.

В первой части я рассказал о необходимости идентификации расширений, присутствующих на конкретном процессоре. Это нужно для того, чтобы исполняющийся код (операционная система, компилятор или пользовательское приложение) смог надёжно определить, какие возможности аппаратуры он может задействовать. Также в предыдущей статье я сравнил несколько популярных архитектур центральных процессоров общего назначения. Возможности по идентификации между ними сильно разнятся: некоторые предоставляют полную информацию о расширениях ISA, тогда как другие ограничиваются парой чисел для различения вендора и ревизии.
В этой части я расскажу об одной инструкции архитектуры Intel IA-32 — CPUID, введённой специально для перечисления декларируемых процессором расширений. Немного о том, что было до её появления, что она умеет сообщать, какие неожиданности могут поджидать и какой софт позволяет интерпретировать её вывод.


^{Источник изображения: [1]}

Я работаю с программными моделями центральных процессоров в составе полноплатформенного симулятора. Занятие это, конечно же, очень интересное — приходится иметь дело с технологиями интерпретации, двоичной трансляции, виртуализации (об этом я уже писал здесь). Однажды моё внимание привлёк тот факт, что значительную часть времени я вожусь над единственной, казалось бы, не самой вычислительно интенсивной инструкцией. Причина в том, что типов процессоров существует много, и все они во многом похожи; однако при этом критически важно очень точно представлять различия между ними.
В этой статье я описываю, зачем и как процессоры умеют сообщать о своих возможностях, и как к этому вопросу подошли разные производители. В её продолжении я расскажу об эволюции и особенностях инструкции CPUID для Intel IA-32, например, почему её описание занимает в Intel SDM [1] около 40 страниц.

Суть проблемы

МФУ Xerox 3220 поддерживает сетевое сканирование через приложение (Network Scan), установленное на один из компьютеров в сети, в котором это МФУ регистрируется по IP адресу. Но однажды производственная необходимость потребовала пользоваться на данном компьютере VPN подключениями (Cisco VPN Client и OpenVPN). И в момент подключения любого из соединений связь со сканером из приложения моментально терялась. О моем процессе исследования и решении этой проблемы и будет дальше идти речь.

На днях у нас вышло второе издание замечательной книги «Linux. Системное программирование. 2-е изд.». Как обычно для Хабра-читателей действует скидка 20%. Акция продлится до 20 апреля. При покупке книги введите код: 1f8e5be3.
Книга доступна в печатном и электронном виде.

Аннотация:

Пишите программы, опирающиеся непосредственно на службы ядра Linux и на основные системные библиотеки. Автор этой универсальной книги, Роберт Лав, участвовал в разработке ядра Linux. Книга представляет собой руководство по системному программированию для Linux, справочный мануал по системным вызовам Linux, а также инсайдерский рассказ о том, как писать более быстрый и умный код.

Rust — компилируемый мультипарадигмальный язык, позиционируется как альтернатива С/С++ с уклоном в параллельные вычисления, безопасность и удобство работы с памятью.

Что нового в Rust 0.10:

Читая новости о запрете на поставку электронной компонентной базы из США для отдельных производителей в РФ, мы решили рассказать об одноплатном микрокомпьютере Module МВ 77.07, который был разработан в российском научно-техническом центре «Модуль» на базе одного из наиболее производительных российских процессоров архитектуры ARM. Также мы рассмотрим установку Linux-дистрибутива Debian на этот микрокомпьютер.

Мы решили поделиться своей новой разработкой – системой, способной читать мысли системных администраторов и предугадывать их действия!

Netwrix Auditor улавливает мозговую активность пользователей, прогнозирует их дальнейшие действия и оповещает об их планах.

О системе OpenStack была масса статей на Хабре, однако ни одна не затрагивала вопросы разработки и тестирования составных сервисов. Скажу сразу, настраивать среду голыми руками дело не из легких и не совсем уж благодарное. К счастью, существует официальная программа под названием Devstack, которая представляет собой набор скриптов для автоматической установки OpenStack на локальную виртуальную машину. Ну вот, хотелось бы тут и закончить статью, однако не все так складно с этим Devstack. А именно, установить его — это целый процесс танца с бубнами и выбора правильных конфигурационных параметров. К тому же проект движется своим шагом, и то, что работало сегодня может вылететь при любом новом комите.

Задача

Необходимо построить среду разработки под OpenStack для тестирования, багфиксинга и добавления фич в сервисы системы (nova, keystone, swift, heat, etc.). Среда должна собираться почти автоматически, чтобы было возможно в любой момент стереть созданную виртуальную машину, создать новую, запустить скрипты и получить готовую среду через несколько минут. Причем среда должна быть такой же, как на прежней VM. Так как интересующий меня сервис на момент написания статьи является heat, то конфигурация будет ориентирована под него, однако путем замены пары строчек можно адаптировать всю конфигурацию под любой другой сервис.

Понадобилось мне перехватывать вызовы GDS32.DLL. Решил написать прокси-dll.

Пишем исследовательский стенд

Первое, что нам нужно — это получить список всех экспортируемых функций из настоящей dll.
Сделаем это следующим кодом:

1.	program GetFuncsDll;
2.	  {$APPTYPE CONSOLE}
3.	  uses   Windows;
4.	  var
5.	    ImageBase: DWORD;                  //адрес образа dll
6.	    pNtHeaders: PImageNtHeaders;       // PE заголовок dll
7.	    IED: PImageExportDirectory;        // адрес таблицы экспорта
8.	    ExportAddr: TImageDataDirectory;   // таблица экспорта
9.	    I: DWORD;                          // переменная для цикла
10.	    NamesCursor: PDWORD;               // указатель на адрес имени функции
11.	    OrdinalCursor: PWORD;              // указатель на адрес номера функции
12.	    LIB_NAME:AnsiString;               // имя dll
13.	BEGIN
14.	  LIB_NAME:='MiniLib.dll';
15.	  loadlibraryA(PAnsiChar(LIB_NAME));
16.	  ImageBase := GetModuleHandleA(PAnsiChar(LIB_NAME));
17.	  pNtHeaders := Pointer(ImageBase + DWORD(PImageDosHeader(ImageBase)^._lfanew));
18.	  ExportAddr := pNtHeaders.OptionalHeader.DataDirectory[IMAGE_DIRECTORY_ENTRY_EXPORT];
19.	  IED := PImageExportDirectory(ImageBase+ExportAddr.VirtualAddress);
20.	  NamesCursor := Pointer(ImageBase + DWORD(IED^.AddressOfNames));
21.	  OrdinalCursor := Pointer(ImageBase + DWORD(IED^.AddressOfNameOrdinals));
22.	  For I:=0 to Integer(IED^.NumberOfNames-1) do begin
23.	    WriteLn(output,PAnsiChar(ImageBase + PDWORD(NamesCursor)^),'=',OrdinalCursor^ + IED^.Base);
24.	    Inc(NamesCursor);
25.	    Inc(OrdinalCursor);
26.	  end;
27.	Readln;
28.	end.
Листинг 1

Здесь трудностей вроде нет. Добираемся последовательно до таблицы экспорта (строка 19) указателей на массив имен(NamesCursor) и массива номеров(OrdinalCursor) и читаем функцию за функцией, имена и номера. Количество функций находится в поле NumberOfNames. Этот код был добыт на просторах интернета, потом доработан и упрощён.

Для чего эта статья?

Все эмбеддеры, рано или поздно, сталкиваются с проблемой нехватки ПЗУ микроконтроллера для своих проектов. Ну банально, Вам нужно разработать систему управления простеньким ЧПУ станком, где управляющая программа хранится на самом девайсе или систему сбора данных, скажем, от датчиков какого-нибудь эксперимента – очевидно, что микроконтроллер изначально не предназначался для хранения таких массивов информации.

В посте речь пойдет о консольной утилите ReadPE собственной разработки, которая парсит исполняемые файлы формата Portable Executable.

Отвечая на возможный вопрос: «Почему потребовался свой велосипед, если уже есть dumpbin?» скажу, что меня перестали удовлетворять многие известные утилиты подобного класса из-за их неспособности работать с хитровыдуманными и вручную созданными файлами. Взятые файлы входящие в известный набор Corkami и поданные на вход dumpbin, идущая в поставке с Visual Studio или pedump Мэтта Питрека в большинстве случаев откажутся работать с подобным файлом. Это связано с тем, что очень часто при написании подобных утилит опираются исключительно на официальное описание этого формата предоставляемого Microsoft. Несмотря на то, что сам формат достаточно простой, он тем не менее обладает весьма большим количеством подводных камней и лучшим руководством по этому формату является листинг кода из системного загрузчика в IDA Pro.

Некоторое время назад я писал вводную статью о хуках (что это, зачем нужно, Hello world). Статья задумывалась простой, минималистичной и, вроде бы, такой и получилась. Единственный упрёк, который я услышал в комментариях — «Зачем же брать библиотеку Microsoft Detours, которая для коммерческого использования стоит 10 000$ ?». Замечание справедливое. В этой статье я приведу тот же пример с использованием другой библиотеки ценой примерно в 20 раз меньше (что уже вполне себе в рамках разумного) — madCodeHook.

Для лучшего понимания данной статьи рекомендуется сначала прочитать первую часть.

Привет, Хабр! Эту статью я задумал довольно давно. Речь в ней пойдет о простейшем копирующем сборщике мусора на С++. У него довольно много ограничений (часть не мешает, часть можно обойти, если задаться целью написать какую-то серьезную библиотеку, а для кое-чего неплохо было бы заиметь зачаточную поддержку от языка), зато и кода в нем чуть больше 100 строк. Заинтересовавшихся прошу под кат. Там минимум ООП, простейшие шаблоны и жуткие магические ритуалы с указателями.

Хочу поговорить об устройстве управления памятью (Memory Management Unit, MMU). Как вы, разумеется, знаете, основной функцией MMU является аппаратная поддержка виртуальной памяти. Словарь по кибернетике под редакцией академика Глушкова говорит нам, что виртуальная память — это воображаемая память, выделяемая операционной системой для размещения пользовательской программы, ее рабочих полей и информационных массивов.

У систем с виртуальной памятью четыре основных свойства:

1. Пользовательские процессы изолированы друг от друга и, умирая, не тянут за собой всю систему
2. Пользовательские процессы изолированы от физической памяти, то есть знать не знают, сколько у вас на самом деле оперативки и по каким адресам она находится.
3. Операционная система гораздо сложнее, чем в системах без виртуальной памяти
4. Никогда нельзя знать заранее, сколько времени займет выполнение следующей команды процессора

Выгода от всех вышеперечисленных пунктов очевидна: миллионы криворуких прикладных программистов, тысячи разработчиков операционных систем и несчетное число эмбеддеров благодарны виртуальной памяти за то, что все они до сих пор при деле.

К сожалению, по какой-то причине все вышеперечисленные товарищи недостаточно почтительно относятся к MMU, а их знакомство с виртуальной памятью обычно начинается и заканчивается изучением страничной организации памяти и буфера ассоциативной трансляции (Translation Lookaside Buffer, TLB). Самое интересное при этом остается за кадром.

Несколько дней назад Роберт Грэм начал работу над серией статей C10M и планирует закончить работу в июле этого года.

Сегодня уже доступны следующие главы:

В этой статье я постараюсь рассказать о наиболее популярных и полезных модификациях UEFI BIOS, условиях их применения и способах поиска. Кроме этого, на описанной в первой части утилите UEFITool свет еще не сошелся клином, поэтому будут упомянуты и другие программы, используемые для модификации UEFI BIOS'ов различных производителей.
Если тема вам интересна — добро пожаловать под кат.

Прикрываясь полумифическими «безопасностью» и «защитой простого пользователя от буткитов» производители UEFI все сильнее закручивают гайки с каждым новым поколением своих продуктов. При этом поддержка предыдущих поколений быстро сходит на нет, и их пользователям ничего не остается, кроме как брать эту самую поддержку в свои руки. Конечно, при отсутствии исходного кода вносить какие-то изменения довольно сложно, но и без него можно сделать многое.
В своих предыдущих статьях об UEFI я планировал описать различные полезные модификации, которые помогают преодолеть некоторые заложенные производителями ограничения, но тогда до них руки не дошли, зато теперь — самое время.
В первой части этой статьи я опишу работу с написанным мной инструментом для модификации образов UEFI, а вторая будет посвящена самим модификациям.

В самой первой части нашей серии «Как запустить программу без операционной системы» мы остановились на том, что загрузили ядро с помощью GRUB’а и распечатали на экран классический “Hello World!”. Теперь мы покажем, как можно использовать прерывания BIOS’а в ядре ОС. А для начала — рассмотрим, что же такое прерывания BIOS’а, для чего они используются, и почему возникают проблемы с их вызовом.