Laboratorio #1 Jugando con el kernel de Minix

Transcripción

1 Universidad Tecnológica Centroamericana Ingeniería de Sistemas Sistemas Operativos I Prof.: Ing. Egdares Futch H. Introducción Laboratorio #1 Jugando con el kernel de Minix Con este laboratorio se pretende que el estudiante conozca los archivos fuentes del Sistema Operativo MINIX 2.04, gane confianza en la modificación y recompilación de las fuentes del kernel de MINIX, para que en futuras asignaciones. En este laboratorio # 1 se le mostrará al estudiante como modificar parámetros del sistema operativo, hacer cambios en fuentes y recompilar para poder reflejar los cambios en la próximo reinicio del sistema operativo. ATENCION! Este laboratorio puede dejar su sistema inestable, se recomienda hacer backup de la máquina virtual antes de cambios grandes del kernel. Es parte de la diversión que la computadora virtual tenga problemas. Parte I El primer archivo que se verá es: /usr/include/minix/config.h Este archivo contiene los parámetros de configuración para el kernel de MINIX, FS y MM. Está dividido en dos secciones principales. La primera sección contiene los parámetros configurables por el usuario. En la segunda sección, se encuentran varios parámetros internos del sistema, que son configurados internamente por los parámetros establecidos en la primera sección. La mayoría de los parámetros del kernel están definidos por medio de un nombre descriptivo, en mayúsculas (y sin espacios) y a la vez por un entero. Entonces si se desea cambiar un parámetro se cambia el valor entero y no el escrito en mayúsculas. Por ejemplo si se desea correr MINIX en un sistema de hardware que no sea una PC, entonces se debe cambiar el parámetro #define MACHINE cambiando el valor IBM_PC por cualquiera de los listados: #define IBM_PC 1 /* cualquier sistema basado en 80x86-based system or 8088*/ #define SUN_4 40 /* cualquier sistema Sun SPARC*/ #define SUN_4_60 40 /* Sun-4/60 (aka SparcStation 1 or Campus)*/ #define ATARI 60 /* ATARI ST/STe/TT (68000/68030) */ #define AMIGA 61 /* Commodore Amiga (68000) */ #define MACINTOSH 62 /* Apple Macintosh (68000) */

2 Así que si tenemos una Apple Macintosh con procesador Motorota 68000, deberíamos cambiar el valor de MACHINE, de IBM_PC a MACINTOSH o 62. Existen otras preferencias encontradas en este archivo como ser habilitar o deshabilitar swaping a disco, driver de red entre otros. Se debe revisar el archivo config.h con el prepósito de familiarizarse con la forma que MINIX fue programado y puede ser modificado. Si se hicieron modificaciones se debe recompilar MINIX para que los cambios se apliquen (la recompilación se mostrara mas adelante en este documento). Recuerde que esta versión de Minix es históricamente anterior a los nuevos sistemas actuales, que modifican su kernel en vivo. Una vez que se explora el archivo config.h se prosigue a modificar el archivo /usr/src/kernel/tty.c. El propósito de trabajar con tty.c es romper el hielo y miedo de tocar código de MINIX. Claro que se deben tomar las precauciones. Una de las precauciones es crear un backup del archivo antes de modificarlo para tener un respaldo de la última versión que funcione. Una forma puede ser ejecutando el siguiente comando en el directorio de tty.c: # cp tty.c tty.c.bak Así si se hacen cambios en tty.c que dañen el archivo, podemos recobrarlos del backup de la siguiente forma: # cp tty.c.bak tty.c Otra forma es crear un backup del archivo de la maquina virtual que corresponde al disco duro con extensión.vmdk (en el caso de esta clase el archivo es mx204d0.vmdk). Así si MINIX tiene problemas para bootear, sólo remplazamos el archivo actual del disco duro con la copia de backup que se hizo. Existe otra forma de tomar precauciones y tener un respaldo del kernel, la cual consiste en guardar una imagen del kernel compilado. Esto se verá más adelante, al momento de dar las instrucciones de re-compilación del kernel. Una vez que se tiene el backup de tty.c, entonces proseguimos a modificarlo. Lo que se hará es imprimir un banner o mensaje de nuestro agrado, al inicio del booteo de MINIX. Para ello abrimos el archivo tty.c con el editor vi de la siguiente forma: #vi tty.c Para recorrer el archivo en vi podemos utilizar las teclas J para subir, la K para bajar, H para ir hacia la izquierda y L para mover el cursor hacia la derecha. También podemos utilizar Pg Up o Pg Dn para subir o bajar más rápido. Si

3 recorremos el archivo veremos que primero están los comentarios del archivo, después las declaraciones y la primera función que encontraremos después de estos últimos es tty_task. El inicio de esta función se muestra en la siguiente imagen: Como podemos ver hay un printf que imprime el banner de inicio de MINIX. Entonces se puede comentar esta instrucción y escribir un printf con nuestro mensaje. Para poder insertar en vi, debe activar el modo de inserción, presionando la tecla i. Se puede salir de este modo utilizando ESC. Comentamos printf y escribimos nuestro banner, salvamos los cambios y salimos de vi con el siguiente comando <ESC>:wq. Si solo se desea salvar cambios sin salir se utiliza :w, si se desea salir sin guardar cambios se utiliza :q! Se recomienda consultar un tutorial o guía del editor vi en Internet para mayor información. Antes de compilar los cambios, se correrán unas instrucciones para estar listos para un kernel recovery. Esto es útil porque, similar al backup de la imagen de VMware, se podrá bootear cuando el kernel tenga problemas. Se recomienda ejecutar estos comandos para que puedan estar familiarizados con este proceso. Lo que primero es hacer un backup de la imagen del kernel actual. Para ello ejecutamos lo siguiente: #ls /minix Esto mostrará el kernel ya disponible para compilar. Asumiendo que existe el archivo mx204_060519, entonces podríamos hacer un backup de la imagen del kernel actual, de la siguiente manera #cp /minix/mx204_ /minix/mx204.bak

4 Si esta no es la primera vez que se compilara el kernel puede ser que el r0 sea un r1 o r2 rx donde x es el numero de compilaciones del kernel. Lo siguiente es recompilar el kernel para ver los cambios efectuados y hacer comparación entre nuevas y viejas imágenes. Para poder ver los cambios debemos recompilar el kernel. MINIX proporciona una forma muy fácil, utilizando un makefile. Entonces, para recompilar el código fuente del kernel hacemos lo siguiente: # cd /usr/src/tools # make hdboot Una parte clave esta en make hdboot porque se encarga de compilar, crear binarios y copiar la imagen a /minix, como se muestra en la siguiente imagen: Entonces se listará una salida de todo lo que está haciendo el proceso de make. El make se encarga de todo, compilar, copiar archivos crear enlaces, etc. Finalmente proseguimos a reiniciar MINIX para poder ver nuestro nuevo banner. Podemos reiniciar MINIX de la siguiente forma: # reboot Si se desea bootear con la imagen anterior o vieja, se debe llegar al boot monitor, que en vez de tener este signo #, se tendrá d0p0s0>. Para llegar al boot monitor podemos utilizar el comando # halt

5 O durante el proceso de booteo se debe presionar el boton ESC. Entonces en el boot monitor escribimos los siguiente: d0p0s0> image=/minix/mx204.bak d0p0s0> boot De esta forma se cargara la imagen que especificamos. Si ya se compiló en otra ocasión el kernel y se desea hacer cambios, antes de volver a compilar el kernel, primero se debe hacer un make clean de todo lo que se compiló. Supongamos que se nos olvidó poner un salto de línea en nuestro mensaje, el cual tendremos que adicionarlo y ver cómo queda. Por lo tanto se ejecutan los siguientes comandos: # cd /usr/src/kernel # make clean # cd /usr/src/tools # make clean # cd /usr/src/kernel # make install # cd /usr/src/tools # make hdboot # reboot Podemos observar el nuevo banner en la siguiente captura de pantalla: Intente ahora cambiar el banner de Minix, por uno de su elección. Una vez que logró hacer cambiar el banner de inicio, entonces proseguimos a trabajar con algo más interesante.

6 Parte II Para este nueva tarea, trabajaremos con el archivo keyboard.c que se encuentra en /usr/src/kernel, mismo directorio de tty.c. Al modificar este archivo pretendemos que al momento de presionar F6, se ejecute una tarea. Para empezar abrimos keyboard.c con el editor vi y buscamos la función fun_key. Agregamos en el case la condición para que detecte cuando se presiona F6. Después de case F5 agregamos case F6 y un break. En esta opción, permitirá en cualquier ocasión que se presione la tecla F6 ejecute lo que se programó. Para el alumno puede experimentar con la modificación de este archivo, se debe programar la funcionalidad que cada vez que se presione la tecla F6, imprima el process id (pid) y nombre del proceso de todos aquellos procesos que se encuentren en la tabla de procesos del sistema operativo. Recordando lo visto en sistemas operativos, se podrá programar esta directiva utilizando system calls, y así utilizando los comandos y binarios que brinda Minix.