最初に質問は随時受け付けますが、時間の関係があるので、時間がかかりそうな質問は後にするか、明日Debian勉強会があるので、そこでても構いません。

• お仕事で、Linux Kernel の TCPアルゴリズムを触るお仕事をしたから。(話す資格はあるだろう)
• キーワードに、“Rasberry Pi”というものがあったから。(Rasbian)
• Linuxカーネルを勉強するにあたって、ソースコードだけでなく手元に動く環境を作るだろうから、その時にDebianまたはその派生が選ばれるように情報提供をしたかった。
• 組み込みでDebianや由来のツ－ルは使われている。

• システム・プログラミングという言葉を知っていますか
• システム・プログラミングしたことありますか
• バイナリアンって言葉知ってますか?
• あなたは、バイナリアンですか? またはバイナリアンになりたいですか?
• あなたは、Computer Scienceを学びましたか? (学校で? 独学で?)

続く

• Gitって知ってますか?
• Githubでなく生でGit使えますか?
• C言語を使ってプログラムを作って、gcc, llvmなどでコンバイルしたことありますか?
• gdbを使ったことありますか?
• どの位のサイズのソースコードを読んだ経験がありますか?

続く

• 具体的にKernelのどこに興味があるか特定できますか
• どれぐらい、自分の勉強に時間をかけていますか
• 英文読むときにこまった経験ありますか?

1. Linux マシンを持とう。
2. 非力な環境を振り回して、限界を知る。
3. 死んだ情報 vs 生きた情報
4. 書籍紹介
5. ソースコードを読むには
6. どうやって読む?
7. 人は動かないプログラムに我慢できない

Debian

1. Debianの紹介
2. Kernelに関係するパッケージ
3. 読むためのツール
4. tool-chain
5. Debian由来のツール
6. カーネルをコンバイル
7. ソースコードデバッグ
8. qemu + gdb

Linux TCP module

Linuxなマシンを持とう。

私は毎日使っている。使っている時間が増えると、それなりにノウハウもたまる。

• 今から紹介するツールは、主にLinux上、もっと特定すると Debian系について念頭に置いている

• Linux kernel buildするでしょ?
• Buildしたら動かすよね?
• ソースコードレベルデバッグしたい? いくつか方法があるけど。

非力な環境を振り回して、限界を知る。

• 軽トラでドリフトが楽しい理由 - 限界値が低くて比較的安全にドリフトできる
• 非力な環境を飽和させて、限界の挙動を学習できる。
• 予測と実績を計測しやすい – Computer Science の知見がいる。

死んだ情報 vs 生きた情報

このタイトルは釣りです。今すぐ役立つ情報は歴史の変化で風化する。

• 変化 — Boot方式の変更 UEFI や systemd 場合によっては組み込み系も大変だ
• 抽象度の高い情報が役立つには時間がかかる。だから両方やれ。
• 古い環境があるうちにやっておこう。 時間との競争
• 書籍はどれぐらい役に立つか。理論と実践:手を動かさないとなにもわからない

書籍紹介

ほんとうは、いっばいある。でも、1つあげるなら、これかなと

• Code Reading 毎日コミュニケーションズ - C言語を使って大規模なプログラムを読んだことないなら

• Linuxのブートブロセスをみる ASCII - これで自分になにが足りないのかを知る。

下準備

• ソースコード展開
• どうやって追っかける? 2つの方法
• 頭の中だけで完結する?

ソースコードを読むためのツール

• GNU Global
• Source Code search engine: Milkode, Gonzuiとかもあったが
• Ctag
• git grep

などなど。

どうやって読む? 2つの方法

1. 自分の興味が定まっているなら、そのエントリーポイントから、検索しまくって、時短で読む(下準備ができて、基礎ができている人向け)
2. 「ひらメソッド」ボムアップで、ソースコードを読む。

相反しているように見えるが?

ひとの理解をそのまま飲み込むと、痛い目に会うことがある。自分で試して確認しよう。

どのぐらい頑張る?常に最新の状況を追えるか?

人は実行できないプログラムに我慢できない

1. 机上でソースコードを読みつづける
2. 動いているイメージが持てないので、飽きる。
3. ソースコードを読むのを止めてしまう

では、どうするか?

• 仕事にする。
• ソースコードだけで、動くのがイメージてきるようになる

• 動かして、痕跡をたどりながら読む。

• printk

• gdb

Debian の紹介

先ほどの問題への私なりの答えは、紹介のあとに。

• Debian – ユニバーサルオペレーティングシステム

• 非営利の団体が、汎用のOSを作っている。企業ではないので、買収などではなくならない。
• Ubuntu, Rasbian を含む多くの派生ディストリビューションを持っている。— それはなぜか?

• もちろん組み込みのベースとしても使われている

kernelに関係するパッケージ

• linux-image
• linux-source
• linux-doc
• あとはモジュール
• blob — Debian してはソースコードがないものは入れたくない。が、ユーザーの利便性のために置いてある。

読むためのツール

• sphinxでドキュメントをビルド
• apt install global
• apt install exuberant-ctags
• apt install cscope
• milkodeは、パッケージになってないので、必要ならコンテナか生で、インストールしましょう。

Debianには、他にもソースコード読むのに役立つツ－ルがあるが紹介が追いついていない。apt-cache search コマンドなどで探してみよう。

• /boot/config-4.12.0-2-amd64 - カーネルの設定が置いてある。
• /boot/System.map-4.12.0-2-amd64 - シンボルが置いてある
• /boot/initrd.img-4.12.0-2-amd64 - 起動時に必要なファイルをcpioで固めてある
• /boot/vmlinuz-4.12.0-2-amd64 - カーネルイメージ
• grubもbootの下にある。

tool-chain

• クロスビルドしないなら、apt install build-essentialで最低限のビルド環境は整う
• gcc
• llvm

Debian 由来のツールや利点など

• debootstrap
• 整備された、ツール群と、開発環境を揃えることができる。
• Licenseの精査 これが自由につかっていい保証をしている。

カーネルをコンバイルする

• 8.10. カーネルのコンパイル
• 上記では情報が足りない場合は、apt install debian-kernel-handbook-ja を実行してから ブラウザに ///usr/share/doc/debian-kernel-handbook-ja/kernel-handbook.ja.html/index.html と入力するか、w3mなどを使うとよいでしょう。

ソースコードデバッグ

方法か洗練というか便利になってきているので、updateをしなくては。

• qemu-kvm (qemu-system-x86_64とか)に、gdbとの連携ができるようになっていた。
• KernelのKGDBは、別のマシンとシリアルやTCPで通信してGDBが使えるようになる
• 動かしているカーネルのと同じ(a.k.a 生成した)linux-sourceバッケージ
• 同上のlinux-image-amd64-dbg – amd64はアーキテクチャーによって異なる。

qemu + gdb

• アーキテクチャーを選べる - HostはAMD64, targetはarm
• man qemu-system で、-s オプションと、-gdbオプションを確認せよ。
• gdbに、デバッグシンボル、ソースコードの位置をセットする
• 動かす。

TCP/IPをComputer Scienceでやったひといますか?

Linux は、TCPのアルゴリズムを変更できる。

Renoとか。ただしこれをさわるとTCPの論文を読んで何を得て、何を失って、どういうときにネットワークが輻輳するのか。の比較検討をしてほしい。まずはバッファの量などから始まり、ネットワーク品質などを確認してからのほうがいい。

アルゴリズムについては、英語で論文がある。技術書は一般的なことしかカバーできないいうのがよくわかる。

• ライセンス: このスライドは、GPLv2を適用します。
• 公開場所 Linux Kernel の勉強って何だ?
• 対象ファイル html-slides/20170923kernel.md at master · yabuki/html-slides Typoとか見つけたら、教えてください。