# 2019q1 Homework2 (fibdrv) contributed by < `ndsl7109256` > [Announcement](https://hackmd.io/s/SJ2DKLZ8E) - [ ] 檔案 `fibdrv.c` 裡頭的 `MODULE_LICENSE`, `MODULE_AUTHOR`, `MODULE_DESCRIPTION`, `MODULE_VERSION` 等巨集做了什麼事，可以讓核心知曉呢？ `insmod` 這命令背後，對應 Linux 核心內部有什麼操作呢？請舉出相關 Linux 核心原始碼並解讀 - [ ] 當我們透過 `insmod` 去載入一個核心模組時，為何 `module_init` 所設定的函式得以執行呢？Linux 核心做了什麼事呢？ - [ ] 試著執行 `$ readelf -a fibdrv.ko`, 觀察裡頭的資訊和原始程式碼及 `modinfo` 的關聯，搭配上述提問，解釋像 `fibdrv.ko` 這樣的 ELF 執行檔案是如何「植入」到 Linux 核心 - [ ] 這個 `fibdrv` 名稱取自 Fibonacci driver 的簡稱，儘管在這裡顯然是為了展示和教學用途而存在，但針對若干關鍵的應用場景，特別去撰寫 Linux 核心模組，仍有其意義，請找出 Linux 核心的案例並解讀。提示: 可參閱 [Random numbers from CPU execution time jitter](https://lwn.net/Articles/642166/) - [ ] 查閱 [ktime 相關的 API](https://www.kernel.org/doc/html/latest/core-api/timekeeping.html)，並找出使用案例 (需要有核心模組和簡化的程式碼來解說) - [ ] [clock_gettime](https://linux.die.net/man/2/clock_gettime) 和 [High Resolution TImers (HRT)](https://elinux.org/High_Resolution_Timers) 的關聯為何？請參閱 POSIX 文件並搭配程式碼解說 - [ ] `fibdrv` 如何透過 [Linux Virtual File System](https://www.win.tue.nl/~aeb/linux/lk/lk-8.html) 介面，讓計算出來的 Fibonacci 數列得以讓 userspace (使用者層級) 程式 (本例就是 `client.c` 程式) 得以存取呢？解釋原理，並撰寫或找出相似的 Linux 核心模組範例 - [ ] 注意到 `fibdrv.c` 存在著 `DEFINE_MUTEX`, `mutex_trylock`, `mutex_init`, `mutex_unlock`, `mutex_destroy` 等字樣，什麼場景中會需要呢？撰寫多執行緒的 userspace 程式來測試，觀察 Linux 核心模組若沒用到 mutex，到底會發生什麼問題 - [ ] 許多現代處理器提供了 [clz / ctz](https://en.wikipedia.org/wiki/Find_first_set) 一類的指令，你知道如何透過演算法的調整，去加速 [費氏數列](https://hackmd.io/s/BJPZlyDSV) 運算嗎？請列出關鍵程式碼並解說 ## 檔案 `fibdrv.c` 裡頭的 `MODULE_LICENSE`, `MODULE_AUTHOR`, `MODULE_DESCRIPTION`, `MODULE_VERSION` 等巨集做了什麼事，可以讓核心知曉呢？ `insmod` 這命令背後，對應 Linux 核心內部有什麼操作呢？請舉出相關 Linux 核心原始碼並解讀 我們可以在 [`include/linux/module.h`](https://elixir.bootlin.com/linux/v4.15/source/include/linux/module.h#L198) 裡找到 `MODULE_LICENSE` , `MODULE_AUTHOR` , `MODULE_DESCRIPTION` , `MODULE_VERSION` 的定義，不難發現都有下列形式。 ```c #define MODULE_##(_##) MODULE_INFO(##, _##) ``` MODULE_INFO 也同樣定義於 [module.h](https://elixir.bootlin.com/linux/v4.15/source/include/linux/module.h#L160) ```c #define MODULE_INFO(tag, info) __MODULE_INFO(tag, tag, info) ``` 而 __MODULE_INFO 定義於 [`include/linux/moduleparam.h`](https://elixir.bootlin.com/linux/v4.15/source/include/linux/moduleparam.h#L21) ```clike= #ifdef MODULE #define __MODULE_INFO(tag, name, info) \ static const char __UNIQUE_ID(name)[] \ __used __attribute__((section(".modinfo"), unused, aligned(1))) \ = __stringify(tag) "=" info #else /* !MODULE */ /* This struct is here for syntactic coherency, it is not used */ #define __MODULE_INFO(tag, name, info) \ struct __UNIQUE_ID(name) {} #endif ``` 這裡的 __UNIQUE_ID 又另外定義在 [linux/compiler.h](https://elixir.bootlin.com/linux/v4.15/source/include/linux/compiler.h#L161) 不斷深入找到了下列定義。 ```c= #define ___PASTE(a,b) a##b ``` ## 當我們透過 `insmod` 去載入一個核心模組時，為何 `module_init` 所設定的函式得以執行呢？Linux 核心做了什麼事呢？ ###### tags: `sysprog`,`2019spring`