lab1

.students.rst

@@ -8,7 +8,9 @@ Lazarenko Andrii    `dk81_lazarenko </dk81_lazarenko>`_
 Levytska Mariia     `dk81_levytska </dk81_levytska>`_
 Rudiuk Bohdan       `dk82_rudiuk </dk82_rudiuk>`_
 Tkachuk Yurii       `dk82_tkachuk </dk82_tkachuk>`_
+Vitalii Romakh      `dk81_romakh </dk81_romakh>`_
 Vitalii Yurchenko   `dk81_yurchenko </dk81_yurchenko>`_
 Yatsyshyn Nazar     `dk82_yatsyshyn </dk82_yatsyshyn>`_
 Zherebchenko Roman  `dk81_zherebchenko </dk81_zherebchenko>`_
 ==================  =========================================
+

dk81_romakh/README.rst

@@ -0,0 +1,12 @@
+=============================================
+Embedded Linux course: lab works
+=============================================
+
+Author
+------
+
+* **Full name:** Romakh Vitalii
+* **Organization/University:** `Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute <https://kpi.ua/en>`__  
+* **Department:** `The Department of Design of Electronic Digital Equipment <http://keoa.kpi.ua/go/cPath/0_20737/lang/en/index.htm?language=en>`__
+* **Telegram:** `@MarshallDocks <https://t.me/MarshallDocks>`__
+* **Email:** `[email protected] <mailto:[email protected]>`__

dk81_romakh/lab1/Makefile.mk

@@ -0,0 +1,16 @@
+# (!) using paths with spaces may not work with Kbuild
+
+# this is what is used by Kbuild
+obj-m += firstmod.o
+
+# directory containing Makefile for kernel build
+KBUILDDIR ?= ~/kernel
+
+.PHONY: modules tidy
+
+# recur to the original kernel Makefile with some additions
+modules:
+	     $(MAKE) -C "$(KBUILDDIR)" M="$(PWD)" modules
+
+tidy:
+	     $(MAKE) -C "$(KBUILDDIR)" M="$(PWD)" clean

dk81_romakh/lab1/README.rst

@@ -0,0 +1,91 @@
+Лабораторна робота 1
+====================
+
+Завдання:
+---------
+
+1. Зібрати Linux ядро з використанням BusyBox;
+2. Запустити його на эмуляторі QEMU;
+3. Створити модуль ядра, щоб після завершення модуль друкував в лог поточне значення jiffies і час в секундах, який пройшов від init до exit. 
+
+Виконання роботи:
+-----------------
+
+Збірка Linux-ядра
+~~~~~~~~~~~~~~~~~
+Спочатку необхідно встановити QEMU ``sudo pacman -S base-devel qemu qemu-arch-extra bc cpio``.
+
+Перед зборкою ядра сконфігурувати його за допомогою ``make menuconfig``.
+Запустити зборку ядра ``make -j5 vmlinux``, для 4 ядер.
+Для ядра необхідно додатково зібрати bzImage ``make -j5 bzImage``.
+
+Зібрати BusyBox
+~~~~~~~~~~~~~~~
+BusyBox - це мінімалістичний набір базових команд реалізований у вигляді одного виконуваного файлу.
+
+.. code-block::
+	make -j5 CRYPT_AVAILABLE=n install
+
+Після чого необхідно перейти в папку *_install* та створити файл папки */proc* */sys* і надати їм необхідні права доступу:
+
+.. code-block::
+	cd _install
+	mkdir proc
+	mkdir sys
+	chmod 555 proc
+	chmod 555 sys
+
+Також необхідно створити файл */init*б він має мати права для виконання. Ядро виконає цей файл одразу ж після першочергових етапів запуску.
+
+Створити з цієї диреткорії архів ``find . -print0 | cpio --null --owner=0:0 -ov --format=newc | gzip -9 > ../../initramfs.cpio.gz``
+
+
+Збірка модуля
+~~~~~~~~~~~~~
+
+Для того щоб зібрати модуль я створив *Makefile*, в директорії з мейкфайлом та вихідним файлом необхідно виконати ``make modules`` 
+
+
+Запуск ядра
+~~~~~~~~~~~
+Запуск відбувається на віртуальній машині QEMU 
+.. code-block::
+	qemu-system-x86_64 -m 256M -smp 4 -kernel "./arch/x86/boot/bzImage" -initrd "./initramfs.cpio.gz" \                             -append "console=ttyS0" -nographic \
+                   -drive file=fat:rw:../Documents/Labs/Lab1,format=raw,media=disk
+
+
+
+Робота з модулем ядра
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+Створемо папку ``mkdir /mnt``
+Змонтуємо перший розділ диска``mount -t vfat /dev/sda1 /mnt``
+Завантажемо зібраний модуль:
+
+.. code-block::
+	insmod /mnt/firstmod.ko username="VitaliiR"
+	#вивід
+	#[  668.002165] Hello, VitaliiR!
+	#[  668.002165] jiffies = 4295335315
+
+
+Перевіремо список завантажених модулей 
+.. code-block::
+	lsmod
+	#вивід
+	#firstmod 16384 0 - Live 0xffffffffc029a000 (O)
+
+Вигрузити модуль ``rmmod firstmod``
+	.. code-block::
+	rmmod firstmod
+	#вивід
+	#[  674.202917] Long live the Kernel!
+	#[  674.202917] Time from init to exit = 6sec
+
+
+Висновок
+--------
+
+Під час виконання лабораторної роботи я навчився збирати Linux ядро.
+Запускати його на віртуальній машині та завантажувати власні модулі.
+Запуск на віртуальній машині використовують для запровадження безпечного тестування модуля.

dk81_romakh/lab1/firstmod.c

@@ -0,0 +1,47 @@
+#include <linux/module.h>    // required by all modules
+#include <linux/kernel.h>    // required for sysinfo
+#include <linux/init.h>    // used by module_init, module_exit macros
+#include <linux/jiffies.h>   // where jiffies and its helpers reside
+#include <linux/time.h>
+
+MODULE_DESCRIPTION("Basic module demo: init, deinit, printk, jiffies");
+MODULE_AUTHOR("Vitalii Romakh");
+MODULE_VERSION("0.1");
+MODULE_LICENSE("GPL");              // this affects the kernel behavior
+
+static char *username = NULL;
+
+module_param(username, charp, 0000);
+MODULE_PARM_DESC(username, "A character string");
+
+/*
+ * module_param(foo, int, 0000)
+ * The first param is the parameters name
+ * The second param is it's data type
+ * The final argument is the permissions bits,
+ * for exposing parameters in sysfs (if non-zero) at a later stage.
+ */
+
+static unsigned long jiffies_init_time;
+static struct timespec64 jiffies_value; // 64-bit signed int to store the seconds
+
+
+static int __init firstmod_init(void)
+{
+         jiffies_init_time = jiffies;
+         if (username == NULL) {
+                 username = "$username";
+         }
+         printk(KERN_INFO "Hello, %s!\njiffies = %lu\n", username, jiffies_init_time);
+         return 0;
+}
+
+static void __exit firstmod_exit(void)
+{
+         jiffies_to_timespec64(jiffies - jiffies_init_time, &jiffies_value);
+         printk(KERN_INFO "Long live the Kernel!\nTime from init to exit = %usec\n",
+                        jiffies_value.tv_sec);
+}
+
+module_init(firstmod_init);
+module_exit(firstmod_exit);

dk81_romakh/src/main.c

@@ -0,0 +1,28 @@
+/*
+ *   Copyright (c) 2021
+ *   All rights reserved.
+ */
+
+#include "rand.h"
+
+int main(void)
+{
+	int result = GAME_OK;
+	char button_pressed;
+
+	while (1) {
+		if (result == GAME_ERROR) {
+			printf("Game Error!\n");
+			break;
+		} else {
+			printf("Press enter to retry, q to exit\n");
+			scanf("%c", &button_pressed);
+
+			if (button_pressed == 'q') {
+				break;
+			}
+			result = game();
+		}
+	}
+	return 0;
+}

dk81_romakh/src/rand.c

@@ -0,0 +1,80 @@
+#include "rand.h"
+
+int game(void)
+{
+	int player_score = -1;
+	int computer_score = -1;
+
+	// Data for pseudo animations
+	int player_sequence[PS_ANIM_SEQ_LENGTH];
+	int computer_sequence[PS_ANIM_SEQ_LENGTH];
+
+	init_sequence(player_sequence, PS_ANIM_SEQ_LENGTH);
+	init_sequence(computer_sequence, PS_ANIM_SEQ_LENGTH);
+
+	player_score = player_sequence[PS_ANIM_SEQ_LENGTH - 1];
+	computer_score = computer_sequence[PS_ANIM_SEQ_LENGTH - 1];
+
+	pseudo_animation("Human", player_sequence, PS_ANIM_SEQ_LENGTH);
+	pseudo_animation("Computer", computer_sequence, PS_ANIM_SEQ_LENGTH);
+
+	if (player_score == -1 || computer_score == -1) {
+		return GAME_ERROR;
+	}
+
+	if (player_score > computer_score) {
+		printf("Human win!\n");
+	} else if (player_score < computer_score) {
+		printf("Computer win\n");
+	} else {
+		printf("Draw!\n");
+	}
+
+	return GAME_OK;
+}
+
+void init_sequence(int seq[], int seq_length)
+{
+	for (int i = 0; i < seq_length; i++) {
+		seq[i] = rand() % MAX_RND;
+	}
+}
+
+int delay(long milli_seconds)
+{
+	struct timespec ts;
+	int res;
+
+	if (milli_seconds < 0) {
+		return -1;
+	}
+
+	ts.tv_sec = milli_seconds / 1000;
+	ts.tv_nsec = (milli_seconds % 1000) * 1000000;
+
+	do {
+		res = nanosleep(&ts, &ts);
+	} while (res);
+
+	return res;
+}
+
+void pseudo_animation(const char *message, int seq[], int seq_length)
+{
+	printf("%s:\n\n", message);
+
+	const int upper_delay_ms = 250;
+	const int lower_delay_ms = 125;
+	for (int i = 0; i < seq_length - 1; i++) {
+		char num_ascii = seq[i] + '0';
+		// Get up on one line \033[A and remove all from it \33[2K
+		printf("\033[A\33[2K%c\n", num_ascii);
+
+		int delay_ms =
+			(rand() % (upper_delay_ms - lower_delay_ms + 1)) +
+			lower_delay_ms;
+		delay(delay_ms);
+	}
+
+	printf("\033[A\33[2K%c\n", (seq[seq_length - 1] + '0'));
+}

dk81_romakh/src/rand.h

@@ -0,0 +1,19 @@
+#include <stdio.h>
+#include <time.h>
+#include <stdlib.h>
+//#include <unistd.h>
+
+#define PS_ANIM_SEQ_LENGTH 6
+#define MAX_RND 9
+
+
+
+enum GAME_STATUS{
+                GAME_OK = 0,
+                GAME_ERROR = 1
+};
+
+int game(void);
+void init_sequence(int seq[], int seq_length);
+int delay(long milli_seconds);
+void pseudo_animation(const char *message, int seq[], int seq_length);