Guia del Estudiante -OSOLINTROOS-es2

Introducción a los
sistemas operativos: uso
del proyecto OpenSolaris
Guía del estudiante
Sun Microsystems, Inc.
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Santa Clara, CA 95054
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Copyright 2007 Sun Microsystems, Inc.
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Sun Microsystems, Inc. posee derechos de propiedad intelectual en relación con la tecnología incluida en el producto
descrito en este documento. De forma específica y sin limitación, entre estos derechos de propiedad intelectual se
incluyen una o varias patentes en los EE.UU. o aplicaciones pendientes de patente en los EE.UU. y otros países.
Derechos gubernamentales de los EE. UU. – Software comercial. Los usuarios gubernamentales están sujetos al
acuerdo de licencia estándar de Sun Microsystems, Inc. y a las disposiciones aplicables de la regulación FAR y sus
suplementos.
Esta distribución puede incluir materiales desarrollados por terceras partes.
Determinadas partes del producto pueden derivarse de Berkeley BSD Systems, con licencia de la Universidad de
California. UNIX es una marca registrada en los EE.UU. y otros países, bajo licencia exclusiva de X/Open Company,
Ltd.
Sun, Sun Microsystems, el logotipo de Sun, el logotipo de Solaris, el logotipo de la taza de café de Java, docs.sun.com,
Java y Solaris son marcas comerciales o marcas comerciales registradas de Sun Microsystems, Inc. en EE.UU y otros
países. Todas las marcas registradas SPARC se usan bajo licencia y son marcas comerciales o marcas registradas de
SPARC International, Inc. en los EE.UU. y en otros países. Los productos con las marcas registradas de SPARC se
basan en una arquitectura desarrollada por Sun Microsystems, Inc.
La interfaz gráfica de usuario OPEN LOOK y SunTM fue desarrollada por Sun Microsystems, Inc. para sus usuarios y
licenciatarios. Sun reconoce los esfuerzos pioneros de Xerox en la investigación y desarrollo del concepto de
interfaces gráficas o visuales de usuario para el sector informático. Sun dispone de una licencia no exclusiva de Xerox
para la interfaz gráfica de usuario de Xerox, que también cubre a los licenciatarios de Sun que implementen las GUI
de OPEN LOOK y que, por otra parte, cumplan con los acuerdos de licencia por escrito de Sun.
Los productos descritos y abordados en esta publicación están sometidos a la legislación de control de exportaciones
de los EE.UU. y pueden estar sujetos a leyes de importación o exportación de otros países. Se prohíbe estrictamente el
uso final de estos productos en misiles nucleares, armas químicas o biológicas o aplicaciones nucleares marítimas, ya
sea de forma directa o indirecta. Se prohíbe estrictamente la exportación o reexportación a países bajo el embargo de
los EE.UU o a entidades incluidas en la lista de exclusión de exportación de los EE.UU., incluidas, pero no
limitándose a, las personas rechazadas y a las listas nacionales designadas específicamente.
ESTA DOCUMENTACIÓN SE PROPORCIONA “TAL CUAL”. SE RENUNCIA A TODAS LAS CONDICIONES
EXPRESAS O IMPLÍCITAS, REPRESENTACIONES Y GARANTÍAS, INCLUIDAS CUALQUIER GARANTÍA
IMPLÍCITA DE COMERCIALIZACIÓN, ADECUACIÓN PARA UNA FINALIDAD DETERMINADA O DE NO
CONTRAVENCIÓN, EXCEPTO EN AQUELLOS CASOS EN QUE DICHA RENUNCIA NO FUERA
LEGALMENTE VÁLIDA.
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qui est décrit dans ce document. En particulier, et ce sans limitation, ces droits de propriété intellectuelle peuvent
inclure un ou plusieurs brevets américains ou des applications de brevet en attente aux Etats-Unis et dans d'autres
pays.
Cette distribution peut comprendre des composants développés par des tierces personnes.
Certaines composants de ce produit peuvent être dérivées du logiciel Berkeley BSD, licenciés par l'Université de
Californie. UNIX est une marque déposée aux Etats-Unis et dans d'autres pays; elle est licenciée exclusivement par
X/Open Company, Ltd.
Sun, Sun Microsystems, le logo Sun, le logo Solaris, le logo Java Coffee Cup, docs.sun.com, Java et Solaris sont des
marques de fabrique ou des marques déposées de Sun Microsystems, Inc. aux Etats-Unis et dans d'autres pays. Toutes
les marques SPARC sont utilisées sous licence et sont des marques de fabrique ou des marques déposées de SPARC
International, Inc. aux Etats-Unis et dans d'autres pays. Les produits portant les marques SPARC sont basés sur une
architecture développée par Sun Microsystems, Inc.
L'interface d'utilisation graphique OPEN LOOK et Sun a été développée par Sun Microsystems, Inc. pour ses
utilisateurs et licenciés. Sun reconnaît les efforts de pionniers de Xerox pour la recherche et le développement du
concept des interfaces d'utilisation visuelle ou graphique pour l'industrie de l'informatique. Sun détient une licence
non exclusive de Xerox sur l'interface d'utilisation graphique Xerox, cette licence couvrant également les licenciés de
Sun qui mettent en place l'interface d'utilisation graphique OPEN LOOK et qui, en outre, se conforment aux licences
écrites de Sun.
Les produits qui font l'objet de cette publication et les informations qu'il contient sont régis par la legislation
américaine en matière de contrôle des exportations et peuvent être soumis au droit d'autres pays dans le domaine des
exportations et importations. Les utilisations finales, ou utilisateurs finaux, pour des armes nucléaires, des missiles,
des armes chimiques ou biologiques ou pour le nucléaire maritime, directement ou indirectement, sont strictement
interdites. Les exportations ou réexportations vers des pays sous embargo des Etats-Unis, ou vers des entités figurant
sur les listes d'exclusion d'exportation américaines, y compris, mais de manière non exclusive, la liste de personnes
qui font objet d'un ordre de ne pas participer, d'une façon directe ou indirecte, aux exportations des produits ou des
services qui sont régis par la legislation américaine en matière de contrôle des exportations et la liste de ressortissants
spécifiquement designés, sont rigoureusement interdites.
LA DOCUMENTATION EST FOURNIE "EN L'ETAT" ET TOUTES AUTRES CONDITIONS, DECLARATIONS
ET GARANTIES EXPRESSES OU TACITES SONT FORMELLEMENT EXCLUES, DANS LA MESURE
AUTORISEE PAR LA LOI APPLICABLE, Y COMPRIS NOTAMMENT TOUTE GARANTIE IMPLICITE
RELATIVE A LA QUALITE MARCHANDE, A L'APTITUDE A UNE UTILISATION PARTICULIERE OU A
L'ABSENCE DE CONTREFACON.
Contenido
1
¿Qué es el proyecto OpenSolaris? ..................................................... 9
Portales de países ............................................................................... 12
Recursos Web para OpenSolaris ..................................................... 13
Debates ............................................................................................... 13
Comunidades ..................................................................................... 13
Proyectos ............................................................................................ 15
Depósitos de origen ........................................................................... 16
OpenGrok .......................................................................................... 16
2
Impulsores de OpenSolaris ..............................................................19
¿Por qué se recomienda el uso de OpenSolaris? ............................. 20
Precio .................................................................................................. 20
Funciones principales innovadoras ................................................ 21
Compatibilidad con versiones anteriores ....................................... 21
Plataforma de hardware neutra ....................................................... 22
Herramientas de desarrollo .............................................................. 23
Agradecimientos ............................................................................... 25
3
Planificación del entorno de OpenSolaris ..................................... 27
Configuración del entorno de desarrollo ....................................... 29
Redes ................................................................................................... 32
5
Contenido
Daemon de configuración automática de red ........................... 33
Descripción general de zona ....................................................... 34
Administración de zonas ............................................................. 35
Introducción a la administración de zonas ........................ 36
Virtualización del servidor Web con zonas ............................... 40
Creación de zonas no globales ............................................. 41
Creación de agrupaciones de almacenamiento ZFS y sistemas
de archivos ..................................................................................... 46
Creación de agrupaciones de almacenamiento ZFS
duplicadas ...................................................................................... 47
Creación de sistemas de archivos ZFS como directorios de
inicio .............................................................................................. 49
Creación de una configuración RAID-Z ................................... 52
6
4
Consolidaciones de userland ......................................................55
Consolidaciones userland y descripciones ................................ 56
5
Características principales del sistema operativo Solaris ..... 59
Proceso de desarrollo y estilo de código .................................... 60
Información general ..................................................................... 64
FireEngine ..................................................................................... 64
Minimización de los privilegios .................................................. 67
Filtros de paquetes ........................................................................ 68
Zonas .............................................................................................. 71
Zonas de marca (BrandZ) ............................................................ 73
Redes de zonas .............................................................................. 74
Recuperación automática predecible ......................................... 77
Dynamic Tracing (DTrace) ......................................................... 78
Modular Debugger (MDB) ......................................................... 79
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Contenido
Sistema de archivos ZFS .............................................................. 80
Utilidad de gestión de servicios (SMF) ...................................... 81
6
Conceptos de programación ......................................................83
Administración del sistema y los procesos ................................ 84
Programación de subprocesos .................................................... 85
Planificación de la CPU ............................................................... 88
Descripción general del núcleo ................................................... 92
Depuración de procesos .............................................................. 95
7
Introducción a DTrace ..................................................................99
Activación de sondeos DTrace sencillos .................................. 100
Enumeración de sondeos rastreables ....................................... 103
Programación en D .................................................................... 107
8
Depuración de aplicaciones con DTrace .................................111
Activación de los sondeos en modo de usuario ...................... 112
Uso de DTrace con aplicaciones ....................................... 113
9
Depuración de aplicaciones C++ con DTrace .........................119
Uso de DTrace para perfilar y depurar un programa en C++ 120
10
Gestión de memoria con DTrace y MDB .................................. 133
Gestión de memoria del software ............................................. 134
Uso de DTrace y MDB para examinar la memoria virtual .... 135
7
Contenido
8
11
Depuración de controladores con DTrace ..............................149
Asignación de puertos al controlador smbfs de Linux al sistema
operativo Solaris ......................................................................... 150
A
Recursos de OpenSolaris ...........................................................161
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
1
M Ó D U L O
1
¿Qué es el proyecto OpenSolaris?
Objetivos
El objetivo de este curso es conocer el funcionamiento de un
sistema operativo utilizando el código fuente del sistema operativo
SolarisTM, disponible de forma gratuita a través del proyecto
OpenSolaris.
Consejo – Para recibir un paquete de inicio de OpenSolaris gratuito
que incluya el material de formación, el código fuente y las
herramientas de desarrollo, regístrese en línea en la página
http://get.opensolaris.org.
Empezaremos describiendo los grupos de usuarios, los portales y
la documentación que necesitará para familiarizarse con UNIX®. A
continuación, le indicaremos cómo acceder al código, las
comunidades, los debates, los proyectos y el navegador de código
del proyecto OpenSolaris. Le señalaremos los pasos necesarios
para configurar las zonas, ZFS, las redes y el entorno. Por último,
mostraremos los procesos de depuración, las aplicaciones, los
errores de páginas y los controladores de dispositivos con DTrace
en los ejercicios prácticos.
El proyecto OpenSolaris se inició el 14 de junio de 2005 para aunar
los esfuerzos de desarrollo de la comunidad tomando como punto
de partida el código del sistema operativo Solaris. Se trata de un
9
¿Qué es el proyecto OpenSolaris?
nexo para el desarrollo de la comunidad, donde colaboradores
de Sun y otros lugares pueden contribuir al desarrollo y la
mejora de la tecnología de sistema operativo. El código fuente
de OpenSolaris puede tener múltiples usos, por ejemplo
constituir la base de futuras versiones del sistema operativo
Solaris, otros proyectos de sistema operativo, y distribuciones y
productos de terceros que puedan ser de interés para la
comunidad. El proyecto OpenSolaris está patrocinado
actualmente por Sun Microsystems, Inc.
Durante los dos primeros años, más de 60.000 participantes se
han registrado como miembros. La comunidad de ingenieros
no para de aumentar y cambiar para satisfacer las necesidades
de los desarrolladores, los administradores de sistemas y los
usuarios finales del sistema operativo Solaris.
La formación con el proyecto OpenSolaris proporciona las
ventajas siguientes con respecto a los sistemas operativos de
formación:
10
■
Acceso al código para las innovadoras tecnologías del
sistema operativo Solaris 10
■
Acceso al código para un sistema operativo comercial que se
utilice en varios entornos y se pueda escalar a sistemas más
grandes
■
Herramientas superiores de depuración y observación
■
Compatibilidad con plataforma de hardware que incluye las
arquitecturas SPARC, x86 y x64
■
Liderazgo en funcionamiento de 64 bits
■
Derechos de uso ilimitados y gratuitos
■
Base de código libre, innovadora, emocionante, completa,
sólida e integral
■
La disponibilidad bajo la licencia CDDL (Common
Development and Distribution License o Desarrollo común
y licencia de distribución) aprobada por la Open Source
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
¿Qué es el proyecto OpenSolaris?
Initiative (OSI) permite usar sin derechos de autor, realizar
modificaciones y llevar a cabo trabajos derivados
Módulo 1 • ¿Qué es el proyecto OpenSolaris?
11
Portales de países
Portales de países
La Internationalization and Localization Community está
contribuyendo a la traducción de la página Web en inglés de
OpenSolaris a múltiples idiomas. Hasta la fecha, se están
desarrollando los portales de ocho países:
■
■
■
■
■
■
■
Portal de India: http://in.opensolaris.org
Portal de China: http://cn.opensolaris.org
Portal de Japón: http://jp.opensolaris.org
Portal de Polonia: http://pl.opensolaris.org
Portal de Francia: http://fr.opensolaris.org
Portal de Brasil: http://opensolaris.org/os/project/br
Portal de España:
http://opensolaris.org/os/project/es
Está previsto el desarrollo de los portales de Alemania, Rusia,
República Checa, España, Corea y México. Consulte los
portales del proyecto OpenSolaris para participar o charlar en
una de las siete salas de charla de OpenSolaris utilizando IRC en
irc.freenode.net. Consulte
http://opensolaris.org/os/chat/.
12
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Recursos Web para OpenSolaris
Recursos Web para OpenSolaris
Puede descargar la fuente de OpenSolaris, ver los términos de la
licencia y acceder a instrucciones sobre cómo crear código e
instalar los archivos previamente configurados en:
http://www.opensolaris.org/os/downloads.
Los iconos de la parte superior derecha de las páginas Web de
OpenSolaris son vínculos a debates, comunidades, proyectos,
descargas y recursos de navegador de código.
Además, la página Web de OpenSolaris permite buscar
contenido en todo el sitio y en los blogs agregados.
Debates
Los debates permiten entrar en contacto con los expertos que
trabajan en nuevas tecnologías de código abierto. Asimismo,
incluyen un archivo de las conversaciones anteriores que puede
consultar para dar respuesta a sus preguntas. Consulte
http://www.opensolaris.org/os/discussions para ver una
lista completa de los foros a los que se puede suscribir.
Comunidades
Las comunidades permiten contactar con otros participantes
con intereses similares en el proyecto OpenSolaris. Se
componen de grupos de interés, tecnologías, soporte,
herramientas y grupos de usuarios, como:
Teoría e
investigación
http://www.opensolaris.org/os/community/edu
Módulo 1 • ¿Qué es el proyecto OpenSolaris?
13
Recursos Web para OpenSolaris
DTrace
http://www.opensolaris.org/
os/community/dtrace
ZFS
http://www.opensolaris.org/os/community/zfs
Redes
http://www.opensolaris.org/
os/community/networking
Zonas
http://www.opensolaris.org/os/community/zones
Documentación http://www.opensolaris.org/
os/community/documentation
Controladores
de dispositivos
http://www.opensolaris.org/
os/community/device_drivers
Herramientas
http://www.opensolaris.org/os/community/tools
Impulsores
http://www.opensolaris.org/
os/community/advocacy
Seguridad
http://www.opensolaris.org/
os/community/security
Rendimiento
http://www.opensolaris.org/
os/community/performance
Almacenamiento http://www.opensolaris.org/
os/community/storage
Administradores http://www.opensolaris.org/
de sistemas
os/community/sysadmin
Éstas son sólo algunas de las 30 comunidades que trabajan de
forma activa en OpenSolaris. Consulte
http://www.opensolaris.org/os/communities para ver la
lista completa.
14
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Recursos Web para OpenSolaris
Proyectos
Los proyectos alojados en la página Web
http://www.opensolaris.org/ reúnen aportaciones que
generan, por ejemplo, cambios de código, documentos, gráficos
o productos de varios autores. Los proyectos cuentan con
depósitos de código y "committers", y pueden existir dentro de
una comunidad o de forma independiente.
Los participantes inician nuevos proyectos a partir de las
peticiones que los usuarios efectúan en los debates. Los
proyectos que se envían consiguen espacio en la página de
proyectos para poder iniciarse siempre que lo acepte al menos
un participante interesado de la comunidad patrocinadora que
no sea el "commiter". Consulte
http://www.opensolaris.org/os/projects para ver la lista
actual de proyectos nuevos.
Herramienta de http://www.opensolaris.org/
visualización
os/project/dtrace-chime
Chime para
DTrace
Google Summer http://www.opensolaris.org/os/project/powerPC
of Code
Indiana
http://www.opensolaris.org/os/project/indiana
OpenGrok
http://www.opensolaris.org/
os/project/opengrok
Concurso de
programación
http://www.opensolaris.org/os/project/contest
Paquete de
inicio
http://www.opensolaris.org/
os/project/starterkit
Destino iSCSI
de Solaris
http://www.opensolaris.org/
os/project/iscsitgt
Módulo 1 • ¿Qué es el proyecto OpenSolaris?
15
Recursos Web para OpenSolaris
Depósitos de origen
Los depósitos de origen centralizados y distribuidos se alojan en
el sitio Web opensolaris.org. El modelo de administración de
orígenes centralizados utiliza el programa de administración de
control de origen Subversion (SVN). Los depósitos
administrados de forma distribuida utilizan el programa de
administración de control de origen Mercurial (hg).
Los responsables de proyectos de opensolaris.org utilizan las
páginas Web de proyectos para completar la creación de un
depósito de origen. Los desarrolladores con derechos de envío
acceden a los depósitos a través de sus cuentas de
opensolaris.org. Los responsables de proyectos se encargan
de administrar los derechos de envío. Si necesita una cuenta,
puede registrarse para obtener una. Debe proporcionar una
clave pública Secure Shell (SSH). Consulte la comunidad de
herramientas para conocer la información más reciente relativa
al control de origen, acceder a descargas y obtener
instrucciones
(http://opensolaris.org/os/community/tools).
OpenGrok
OpenGrokTM es el motor de búsqueda de código fuente y
referencias cruzadas de gran rapidez que se utiliza en
OpenSolaris. Vaya a http://cvs.opensolaris.org/source
para probarlo.
OpenGrok fue el primer proyecto que se alojó en
opensolaris.org. Consulte
http://www.opensolaris.org/os/project/opengrok para
obtener información sobre el proyecto de desarrollo actual.
Eche un vistazo al código fuente; descubrirá código claro y con
amplios comentarios que se leen con gran facilidad. Si le
interesa trabajar en un proyecto de OpenSolaris, descargue el
16
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Recursos Web para OpenSolaris
código base completo. Si sólo desea conocer el funcionamiento
de algunas opciones del sistema operativo Solaris, el navegador
de código fuente es de gran ayuda. OpenGrok admite varios
formatos de archivos de programa e historiales de control de
versiones como SCCS, RCS o CVS, de modo que facilita la
comprensión del código abierto.
Módulo 1 • ¿Qué es el proyecto OpenSolaris?
17
18
2
M Ó D U L O
2
Impulsores de OpenSolaris
Objetivos
La comunidad de impulsores tiene la finalidad de promover la
participación de personas de todo el mundo en la comunidad
OpenSolaris. Agradecemos la participación de cualquier persona,
independientemente de su idioma, cultura o nivel de
conocimientos técnicos y no técnicos. Todo el mundo tiene algo
que aportar.
Consulte http://opensolaris.org/os/community/advocacy/.
En la comunidad de impulsores, encontrará proyectos de grupos
de usuarios independientes, así como presentaciones, noticias,
artículos, blogs, contenido técnico y no técnico, vídeos y podcasts,
eventos y conferencias, estadísticas de la comunidad,
promociones, dispositivos y parches, botones y otros proyectos
promocionales.
19
¿Por qué se recomienda el uso de OpenSolaris?
¿Por qué se recomienda el uso de
OpenSolaris?
En esta sección se describen los motivos prácticos por los que
debe considerar el uso de OpenSolaris como plataforma de
desarrollo.
Precio
Desde el lanzamiento del sistema operativo Solaris 10 en enero
de 2005, su popularidad ha crecido enormemente. A fecha de
julio de 2007, se registraron más de 8,7 millones de copias, una
cifra superior a la suma de todas las versiones anteriores del
sistema operativo Solaris. El lanzamiento de OpenSolaris en
junio de 2005 afianzó esta frenética tendencia. Debido a este
aumento repentino del número de usuarios, cada vez más
desarrolladores (tanto comerciales como de código abierto)
consideran el sistema operativo Solaris como una solución
viable para su software.
Uno de los motivos por los que el sistema operativo Solaris
disfrutó de un gran aumento de popularidad fue su precio: es
gratuito para cualquier uso (tanto comercial como no
comercial) en cualquier equipo (en plataformas SPARC y x86).
Otro motivo fue la promesa de Sun (y el cumplimiento de la
misma) de facilitar el código fuente de Solaris disponible con
una licencia de código abierto aprobada por la OSI, la licencia
de distribución y desarrollo común o Common Development
and Distribution License (CDDL).
20
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
¿Por qué se recomienda el uso de OpenSolaris?
Funciones principales innovadoras
Sin embargo, el motivo más importante de la popularidad de la
que goza el sistema operativo Solaris es sin duda la amplia
variedad de funciones que ofrece. A continuación se incluyen
algunas de ellas, sin un orden específico:
■
Zonas de Solaris: permiten particionar un equipo en
distintos equipos virtuales, cada uno de los cuales está
aislado del resto.
■
DTrace: completa herramienta de rastreo dinámico para
analizar el comportamiento del sistema sin que ello afecte a
la producción de los equipos.
■
Nueva pila IP: ofrece un rendimiento mejorado
notablemente.
■
ZFS: sistema de archivos de 128 bits de última generación
con comprobación y corrección de errores, una interfaz de
línea de comandos sencilla y una capacidad de
almacenamiento casi ilimitada.
Compatibilidad con versiones
anteriores
Todas estas funciones se basan en unos pilares que los usuarios
habituales del sistema operativo Solaris esperan encontrar:
solidez y estabilidad, escalabilidad, elevado rendimiento y
compatibilidad con versiones anteriores garantizada. La
compatibilidad con versiones anteriores resulta especialmente
importante para los desarrolladores de software comercial, ya
que el mantenimiento es normalmente el mayor gasto asociado
a cualquier software. Gracias a la garantía de compatibilidad
con versiones anteriores, los proveedores de software saben que
el software creado para Solaris N (siempre que se utilicen
únicamente las API publicadas) se ejecutará correctamente en
Módulo 2 • Impulsores de OpenSolaris
21
¿Por qué se recomienda el uso de OpenSolaris?
las versiones Solaris N+1 y posteriores. Esto es una ventaja con
respecto a otros sistemas operativos, en los que se realizan
cambios incompatibles en los componentes del sistema (por
ejemplo, bibliotecas), sin importar el efecto que ello tenga en las
aplicaciones. Por ejemplo, si las aplicaciones se bloquean, se
generan más gastos de mantenimiento y la frustración de
proveedores y usuarios.)
Plataforma de hardware neutra
En los párrafos anteriores se mencionan algunos motivos por
los que se debe desarrollar para el sistema operativo Solaris,
pero existen motivos adicionales para desarrollar en la
plataforma Solaris. Uno de ellos es que Solaris es un sistema
operativo que sirve de plataforma para varios sistemas
operativos, y es compatible con arquitecturas SPARC y x86 (y
además se está desarrollando un puerto controlado por la
comunidad para Power). Aunque hace unos años hubo un
problema con el sistema operativo Solaris para las plataformas
x86, el hecho de que Sun haya introducido una gama de
estaciones de trabajo y servidores basados en AMD demuestra
el compromiso de la compañía con la tecnología x86.
Desde el punto de vista de los desarrolladores, las versiones de
Solaris para plataformas SPARC y x86 cuentan con los mismos
grupos de funciones y API. Gracias a ello, los desarrolladores se
pueden centrar en otros problemas endémicos del desarrollo
entre plataformas, como el formato de los bytes significativos
de CPU. En la plataforma SPARC se incluyen primero los bytes
más significativos, y en la plataforma x86 se incluyen primero
los bytes menos significativos, de modo que es muy probable
que una aplicación que se desarrolla y prueba en la plataforma
Solaris plantee problemas relativos a los bytes significativos. El
sistema operativo Solaris también admite aplicaciones tanto de
22
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
¿Por qué se recomienda el uso de OpenSolaris?
32 como de 64 bits en ambas plataformas, con lo cual se pone
fin a los problemas derivados de las suposiciones de tamaño de
palabra.
Posiblemente el motivo más convincente para desarrollar
software en el sistema operativo Solaris sea la gran variedad de
herramientas de desarrollo profesional que hay disponibles
para el mismo.
Herramientas de desarrollo
Una de las características más importantes de un sistema
operativo desde el punto de vista de un desarrollador es la
variedad y calidad de las herramientas de desarrollo
disponibles. Los compiladores y depuradores son el ejemplo
más obvio de estas herramientas, pero también se incluyen
comprobadores de código (para asegurarse de que el código no
tenga pequeños errores que no detecte el compilador),
generadores de referencias cruzadas (para ver qué funciones
hacen referencia a otras funciones y variables) y analizadores
del rendimiento.
El paquete Sun Studio es el producto preferido de los
desarrolladores del sistema operativo Solaris. El software Sun
Studio, que se puede descargar gratuitamente en el sitio Web
http://developers.sun.com, es un conjunto de herramientas
y compiladores profesionales. Incluye los compiladores C, C++
y FORTRAN, herramientas de análisis de código, un entorno
de desarrollo integrado (IDE), el depurador de nivel fuente dbx
y editores. Otras herramientas que se incluyen con el software
Studio son cscope (un examinador de código fuente
interactivo), ctrace (una herramienta para generar una versión
de nuestros programas que se rastree automáticamente), cxref
(un generador de referencias cruzadas de C), dmake (para
makes paralelos distribuidos) y lint (el comprobador del
programa C).
Módulo 2 • Impulsores de OpenSolaris
23
¿Por qué se recomienda el uso de OpenSolaris?
El sistema operativo Solaris se suministra con el compilador C
GNU, gcc, y su correspondiente depurador de nivel fuente, gdb.
Además, incluye el potente depurador modular mdb. Sin
embargo, mdb no es un depurador de nivel fuente. Resulta más
útil cuando se depura código del núcleo, o cuando se llevan a
cabo análisis al final del proyecto en programas para los que no
hay código fuente disponible. Consulte Solaris Modular
Debugger Guide y Solaris Performance and Tools de
McDougall, Mauro y Gregg para obtener información adicional
sobre mdb.
24
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Agradecimientos
Agradecimientos
Los siguientes miembros de la comunidad OpenSolaris han
revisado y comentado este documento:
■
■
■
■
■
■
■
■
Boyd Adamson
Pradhap Devarajan
Alan Coopersmith
Brian Gupta
Rainer Heilke
Eric Lowe
Ben Rockwood
Cindy Swearingen
Los siguientes miembros de la comunidad OpenSolaris han
aportado nuevo contenido de calidad excelente:
■
■
■
■
■
■
Dong-Hai Han
Narayana Janga
Shivani Khosa
Rich Teer
Sunay Tripathi
Yifan Xu
Nuestro agradecimiento también a Steven Cogorno, David
Comay, Teresa Giacomini, Stephen Hahn, Patrick Finch y Sue
Weber por su trabajo para hacer posible la versión inicial.
Para participar en futuras revisiones de este documento, siga las
instrucciones de esta dirección URL:
http://www.opensolaris.org/
os/community/documentation/reviews
Módulo 2 • Impulsores de OpenSolaris
25
26
3
M Ó D U L O
3
Planificación del entorno de
OpenSolaris
Objetivos
El objetivo de este módulo es comprender los requisitos del
sistema, la información de compatibilidad y la documentación
disponible para la instalación y configuración del proyecto
OpenSolaris.
Recursos adicionales
■
Solaris Express Developer Edition Installation Guide: Laptop
Installations. Sun Microsystems, Inc., 2007.
■
Recursos para ejecutar el sistema operativo Solaris en un
portátil:
http://www.sun.com/
bigadmin/features/articles/laptop_resources.html
■
Comunidad de OpenSolaris para portátiles:
http://opensolaris.org/os/community/laptop
■
Paquete de inicio de OpenSolaris:
http://opensolaris.org/os/project/starterkit
■
System Administration Guide: IP Services, Sun Microsystems,
Inc., 2007
■
Comunidad de redes de OpenSolaris:
http://www.opensolaris.org/os/community/networking
27
Planificación del entorno de OpenSolaris
■
28
ZFS Administration Guide y páginas del comando man:
http://opensolaris.org/os/community/zfs/docs
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Configuración del entorno de desarrollo
Configuración del entorno de desarrollo
Nada mejor que la experiencia y la práctica con código de
sistema operativo y acceso directo a los módulos de núcleo. Los
desafíos exclusivos del desarrollo de núcleos y el acceso a los
privilegios root de un sistema resultan más sencillos gracias al
uso de las herramientas, los foros y la documentación
disponibles para el proyecto OpenSolaris.
Consejo – Para recibir un paquete de inicio de OpenSolaris que
incluya el material de formación, el código fuente y las
herramientas de desarrollo, vaya a
http://get.opensolaris.org.
Tenga en cuenta los siguientes aspectos de OpenSolaris cuando
planifique su entorno de desarrollo:
TABLA 3–1
Compatibilidad con componentes configurables
Componente
configurable
Compatibilidad del proyecto OpenSolaris
Hardware
OpenSolaris admite sistemas que utilizan las familias de
arquitecturas de procesadorSPARC® y x86:
UltraSPARC®, SPARC64, AMD64, Pentium y Xeon
EM64T. Para conocer los sistemas compatibles,
consulte la lista de compatibilidad de hardware de
Solaris en http://www.sun.com/bigadmin/hcl.
Archivos de
origen
Consulte http://opensolaris.org/os/downloads
para obtener instrucciones detalladas sobre cómo
generar a partir del origen.
Módulo 3 • Planificación del entorno de OpenSolaris
29
Configuración del entorno de desarrollo
Compatibilidad con componentes configurables
(Continuación)
TABLA 3–1
Componente
configurable
Imágenes de
instalación
Compatibilidad del proyecto OpenSolaris
Las distribuciones de OpenSolaris generadas
previamente se limitan a Solaris Express: Community
Edition [versión en DVD], versión 32 o posterior,
Solaris Express: Developer Edition, Nexenta, Schillix,
Martux y Belenix.
Para el núcleo de OpenSolaris con el entorno de usuario
GNU, vaya a
http://www.gnusolaris.org/gswiki/Download-form.
Archivos BFU
Se proporciona el archivo
on-bfu-DATE.PLATFORM.tar.bz2 si se está instalando
desde archivos generados previamente.
Herramientas
de generación
Se proporciona el archivo
SUNWonbld-DATE.PLATFORM.tar.bz2 si se genera desde
el origen.
Compiladores Los compiladores y las herramientas de Sun Studio 11
y herramientas están disponibles de forma gratuita para los
desarrolladores de OpenSolaris. Consulte
http://www.opensolaris.org/
os/community/tools/sun_studio_tools/ para
obtener instrucciones sobre cómo descargar e instalar
las versiones más recientes. Consulte también
http://www.opensolaris.org/
os/community/tools/gcc para acceder a la comunidad
gcc.
Requisitos de
memoria y
disco
30
■
Memoria necesaria: 256 MB mínimo (sólo
instalador de texto), 1 GB recomendado
■
Requisito de memoria: 768 MB mínimo para el
instalador de Solaris Express Developer Edition.
■
Espacio en el disco necesario: 350 MB.
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Configuración del entorno de desarrollo
Compatibilidad con componentes configurables
(Continuación)
TABLA 3–1
Componente
configurable
Entornos de
sistema
operativo
virtuales
Compatibilidad del proyecto OpenSolaris
Las zonas y zonas de marca en OpenSolaris
proporcionan entornos de sistema operativo protegidos
y virtualizados en una instancia de Solaris. Eso permite
la ejecución de uno o más procesos de forma aislada de
otra actividad del sistema.
OpenSolaris admite Xen, un monitor de máquina
virtual de código abierto desarrollado por el laboratorio
de Informática de la Universidad de Cambridge.
Consulte
http://www.opensolaris.org/os/community/xen/
para obtener más detalles y vínculos al proyecto Xen.
OpenSolaris también es un invitado de VMWareTM.
Consulte
http://www.opensolaris.org/os/project/content
para ver un artículo reciente de introducción.
Consulte el Módulo 4 para obtener más información sobre el
modo en que las zonas y las zonas de marca permiten el núcleo
y el desarrollo del modo de usuario de las aplicaciones Solaris y
Linux sin repercutir en el trabajo de los desarrolladores en otras
zonas.
La participación en el proyecto OpenSolaris puede mejorar el
rendimiento global de la red con las tecnologías más
innovadoras. El entorno de trabajo se convierte en
autosuficiente cuando se aloja en OpenSolaris porque siempre
se ejecuta el mejor entorno y más reciente, y se le da la
posibilidad de actualizarlo usted mismo.
Módulo 3 • Planificación del entorno de OpenSolaris
31
Configuración del entorno de desarrollo
Redes
El proyecto OpenSolaris satisface los futuros requisitos de las
redes al mejorar radicalmente el rendimiento de las mismas sin
necesidad de efectuar cambios en las aplicaciones.
■
Acelera el rendimiento de la aplicación en un 50 por ciento
gracias al uso de una pila TCP/IP mejorada
■
Admite muchas de las recientes tecnologías de redes, como
10 Gigabit Ethernet, redes inalámbricas y transferencia de
hardware
■
Admite flujo de datos de alta disponibilidad y funciones de
redes de Voz sobre IP (VoIP) gracias a la compatibilidad
con protocolos y rutas extendidas
■
Admite las especificaciones IPv6 actuales
En la dirección siguiente encontrará más información sobre los
desarrollos de red actuales de la comunidad de redes de
OpenSolaris:
http://www.opensolaris.org/os/community/networking.
32
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Daemon de configuración automática de red
Daemon de configuración automática de
red
El proceso de arranque de Solaris Express Developer Edition
5/07 ejecuta el daemon nwamd. Este daemon implementa una
instancia alternativa del servicio SMF,
svc:/network/physical, lo que permite una configuración de
red automatizada con una intervención mínima.
El daemon nwamd supervisa el puerto Ethernet y admite DHCP
automáticamente en la interfaz IP pertinente. Si no hay ningún
cable conectado a la red con cables, el daemon nwamd lleva a
cabo una exploración inalámbrica y envía consultas al usuario
para obtener un punto de acceso WiFi al que conectarse.
No es necesario dedicar una gran cantidad de tiempo a
configurar manualmente las interfaces de los sistemas. La
configuración automática también es útil para la
administración, ya que puede reconfigurar las direcciones de
red con una intervención mínima.
Para ver el estado de NWAM, escriba el comando siguiente en
una ventana de terminal.
# svcs nwam
STATE STIME FMRI
online 11:29:50 svc:/network/physical:nwam
La página de OpenSolaris Network Auto-Magic Phase 0 y la
página del comando man nwamd contienen más detalles, como
las instrucciones para desactivar el daemon nwamd, en caso de
que desee hacerlo. Para obtener información adicional y un
vínculo a la página del comando man nwamd(1M), consulte
http://www.opensolaris.org/os/project/nwam.
Módulo 3 • Planificación del entorno de OpenSolaris
33
Descripción general de zona
Descripción general de zona
Una zona se puede considerar un contenedor en el que una o
más aplicaciones se ejecutan de forma aislada de todas las
demás aplicaciones del sistema. La mayoría del software que se
ejecuta en OpenSolaris se ejecuta sin modificaciones en una
zona. Dado que las zonas no cambian la interfaz de
programación de aplicación (API) ni la interfaz binaria de
aplicación (ABI) de OpenSolaris, no es necesario compilar de
nuevo una aplicación para volver a ejecutarla dentro de una
zona.
34
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Administración de zonas
Administración de zonas
La administración de zonas se compone de los comandos
siguientes:
■
zonecfg: crea y configura zonas (agrega recursos y
propiedades). Almacena la configuración en un archivo
XML privado en /etc/zones.
■
zoneadm: lleva a cabo las tareas administrativas de las zonas,
como la lista, la instalación, el arranque o la detención.
■
zlogin: permite al usuario iniciar sesión en la zona para
realizar tareas de mantenimiento.
■
zonename: muestra el nombre de zona actual.
Las siguientes propiedades de ámbito global se utilizan con las
zonas:
■
zonepath: ruta de la zona global al directorio root en el que
se instalará la zona.
■
autoboot: permite decidir si se inicia cuando se arranca la
zona global.
■
pool: agrupaciones de recursos a las que deben estar
vinculadas las zonas.
Los recursos pueden ser de los siguientes tipos:
■
fs: sistema de archivos.
■
Inherit-pkg-dir: directorio que hereda sus paquetes
asociados de la zona global.
■
net: dispositivo de red.
■
device: dispositivos.
Módulo 3 • Planificación del entorno de OpenSolaris
35
Introducción a la administración de zonas
Introducción a la administración de zonas
Este ejercicio práctico es una introducción a la creación de
zonas.
Resumen
Se utilizan ejemplos detallados para enseñar el proceso de
creación, instalación y arranque de una zona.
Nota – Este procedimiento no se aplica a una zona de marca lx.
36
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Introducción a la administración de zonas
Para crear, instalar y arrancar una
zona
1 Utilice el ejemplo siguiente para configurar una zona nueva:
Nota – El ejemplo siguiente utiliza una pila IP compartida, que
es la predeterminada para una zona.
# zonecfg -z Apache
Apache: No such zone configured
Use ’create’ to begin configuring a new zone.
zonecfg:Apache> create
zonecfg:Apache> set zonepath=/export/home/Apache
zonecfg:Apache> add net
zonecfg:Apache:net> set address=192.168.0.50
zonecfg:Apache:net> set physical=bge0
zonecfg:Apache:net> end
zonecfg:Apache> verify
zonecfg:Apache> commit
zonecfg:Apache> exit
2 Utilice el ejemplo siguiente para instalar y arrancar una zona
nueva:
# zoneadm -z Apache install
Preparing to install zone <Apache>.
Creating list of files to copy from the global zone.
Copying <6029> files to the zone.
Initializing zone product registry.
Determining zone package initialization order.
Preparing to initialize <1038> packages on the zone.
Initialized <1038> packages on zone.
Zone <Apache> is initialized.
Installation of these packages generated warnings: ....
The file </export/home/Apache/root/var/sadm/system/logs/install_log>
contains a log of the zone installation.
Módulo 3 • Planificación del entorno de OpenSolaris
37
Introducción a la administración de zonas
Se crean los directorios necesarios. Ya puede arrancar la zona.
3 Visualice los directorios:
# ls /export/home/Apache/root
bin
etc
home
mnt
tmp
var
dev
export
proc
system
usr
platform sbin
lib
opt
Los paquetes no se reinstalan.
# /etc/mount
/export/home/Apache/root/lib on /lib read only
/export/home/Apache/root/platform on /platform read only
/export/home/Apache/root/sbin on /sbin read only
/export/home/Apache/root/usr on /usr read only
/export/home/Apache/root/proc on proc
read/write/setuid/nodevices/zone=Apache
4 Arranque la zona.
# ifconfig -a
lo0: flags=2001000849<UP,LOOPBACK,RUNNING,MULTICAST,IPv4,VIRTUAL>
mtu 8232 index 1 inet 127.0.0.1 netmask ff000000
bge0: flags=1004803<UP,BROADCAST,MULTICAST,DHCP,IPv4> mtu 1500 index 2
inet 192.168.0.4 netmask ffffff00 broadcast 192.168.0.255
ether 0:c0:9f:61:88:c9
# zoneadm -z Apache boot
# ifconfig -a
lo0: flags=2001000849<UP,LOOPBACK,RUNNING,MULTICAST,IPv4,VIRTUAL>
mtu 8232 index 1 inet 127.0.0.1 netmask ff000000
lo0:1: flags=2001000849<UP,LOOPBACK,RUNNING,MULTICAST,IPv4,VIRTUAL>
mtu 8232 index 1 zone Apache inet 127.0.0.1
bge0: flags=1004803 inet 192.168.0.4 netmask ffffff00 broadcast
192.168.0.255 ether 0:c0:9f:61:88:c9
bge0:1: flags=1000803mtu 1500 index 2 zone Apache inet
192.168.0.50 netmask ffffff00 broadcast 192.168.0.255
5 Configure la zona e inicie sesión:
# zlogin -C Apache
[Connected to zone ’Apache’ pts/5]
38
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Introducción a la administración de zonas
# ifconfig -a
lo0:2: flags=2001000849 mtu 8232 index 1 inet 127.0.0.1
netmask ff000000
bge0:2: flags=1000803 inet 192.168.0.50 netmask ffffff00
broadcast 192.168.0.255
# ping -s 192.168.0.50
64 bytes from 192.168.0.50: icmp_seq=0. time=0.146 ms
# exit
[Connection to zone ’Apache’ pts/5 closed]
Módulo 3 • Planificación del entorno de OpenSolaris
39
Virtualización del servidor Web con zonas
Virtualización del servidor Web con zonas
Cada zona tiene sus propias características, por ejemplo un
nombre, direcciones IP, nombre de host, servicios de nombres,
usuarios root y usuarios no root. De modo predeterminado, el
sistema operativo se ejecuta en una zona global. El
administrador puede virtualizar el entorno de ejecución
definiendo una o más zonas no globales. Los servicios de red se
pueden ejecutar limitando los posibles daños en caso de
infracción de la seguridad. Dado que las zonas se implementan
en el software, no están limitadas a la granularidad que
establecen los límites del hardware. Las zonas ofrecen
granularidad de la subCPU.
40
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Creación de zonas no globales
Creación de zonas no globales
Este ejercicio práctico muestra cómo un host físico admite dos
conjuntos diferentes de grupos de usuarios de servidor Web.
Resumen
El acceso simultáneo a ambos servidores Web se configura de
modo que cada sistema y servidor Web quede protegido en caso
de que uno de ellos peligre.
Módulo 3 • Planificación del entorno de OpenSolaris
41
Creación de zonas no globales
Creación de dos zonas no globales
1 Cree una zona no global Apache1:
# zonecfg -z Apache1 info
zonepath: /export/home/Apache1
autoboot: false
pool:
inherit-pkg-dir: dir: /lib
inherit-pkg-dir: dir: /platform
inherit-pkg-dir: dir: /sbin
inherit-pkg-dir: dir: /usr
net: address: 192.168.0.100/24
physical: bge0
2 Cree una zona no global Apache2:
# zonecfg -z Apache2 info
zonepath: /export/home/Apache2
autoboot: false
pool:
inherit-pkg-dir: dir: /lib
inherit-pkg-dir: dir: /platform
inherit-pkg-dir: dir: /sbin
inherit-pkg-dir: dir: /usr
net: address: 192.168.0.200/24
physical: bge0
3 Inicie sesión en Apache1 e instale la aplicación:
# zlogin Apache1
# zonename
Apache1
# ls /Apachedir
apache_1.3.9
apache_1.3.9-i86pc-sun-solaris2.270.tar
#cd /Apachedir/apache_1.3.9 ; ./install-bindist.sh /local
You now have successfully installed the Apache 1.3.9 HTTP server.
42
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Creación de zonas no globales
4 Inicie sesión en Apache2 e instale la aplicación:
# zlogin Apache2
# zonename
Apache2
# ls /Apachedir
httpd-2.0.50
httpd-2.0.50-i386-pc-solaris2.8.tar
# cd /Apachedir/httpd-2.0.50; ./install-bindist.sh /local
You now have successfully installed the Apache 2.0.50 HTTP server.
5 Inicie la aplicación Apache1:
# zonename
Apache1
# hostname
Apache1zone
# /local/bin/apachectl start
/local/bin/apachectl start: httpd started
6 Inicie la aplicación Apache2:
# zonename
Apache2
# hostname
Apache2zone
# /local/bin/apachectl start
/local/bin/apachectl start: httpd started
7 En la zona global, edite el archivo /etc/hosts:
# cat /etc/hosts
#
# Internet host table
#
127.0.0.1
localhost
192.168.0.1
loghost
192.168.0.100 Apache1zone
192.168.0.200 Apache2zone
8 Abra un navegador Web y vaya a la dirección URL siguiente:
http://apache1zone/manual/index.html
Módulo 3 • Planificación del entorno de OpenSolaris
43
Creación de zonas no globales
El servidor Web Apache1 está en funcionamiento.
9 Abra un navegador Web y vaya a la dirección URL siguiente:
10 http://apache2zone/manual/
El servidor Web Apache2 está en funcionamiento.
44
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Creación de zonas no globales
Discusión
El usuario final ve cada zona como un sistema diferente. Cada
servidor Web tiene su propio servicio de nombres:
■
■
/etc/nsswitch.conf
/etc/resolv.conf
Si se produce un ataque en un servidor Web, queda limitado a
su zona. Los conflictos de puertos ya no constituyen un
problema.
Módulo 3 • Planificación del entorno de OpenSolaris
45
Creación de agrupaciones de almacenamiento ZFS y sistemas de archivos
Creación de agrupaciones de
almacenamiento ZFS y sistemas de
archivos
Cada agrupación de almacenamiento ZFS se compone de uno o
más dispositivos virtuales, que describen la disposición del
almacenamiento físico y sus características de errores.
En este módulo, en primer lugar trataremos la configuración de
agrupaciones de almacenamiento duplicadas. A continuación,
se indica cómo crear una configuración RAID-Z.
46
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Creación de agrupaciones de almacenamiento ZFS duplicadas
Creación de agrupaciones de
almacenamiento ZFS duplicadas
El objetivo de este ejercicio práctico es crear y enumerar la
agrupación de almacenamiento duplicada mediante el
comando zpool.
Para obtener información sobre cómo determinar si su entorno
requiere la configuración de una agrupación de
almacenamiento ZFS duplicada o RAID-Z, vaya a:
http://www.solarisinternals.com/
wiki/index.php/ZFS_Best_Practices_Guide
Resumen
ZFS es realmente sencillo de utilizar. A continuación, va a crear
su primera agrupación.
Módulo 3 • Planificación del entorno de OpenSolaris
47
Creación de agrupaciones de almacenamiento ZFS duplicadas
Para crear agrupaciones de
almacenamiento duplicadas
1 Abra una ventana de terminal.
2 Cree una agrupación de almacenamiento duplicada
denominada tank. A continuación, visualice la información
sobre la agrupación.
# zpool create tank mirror c1t1d0 c2t2d0
# zpool status tank
pool: tank
state: ONLINE
scrub: none requested
config:
NAME
tank
mirror
c1t1d0
c2t2d0
STATE
ONLINE
ONLINE
ONLINE
ONLINE
READ WRITE CKSUM
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
errors: No known data errors
La capacidad de los discos c1t1d0 y c2t2d0 es de 36 Gbytes
cada uno. Dado que los discos están duplicados, la capacidad
total de la agrupación refleja el tamaño aproximado de uno de
los discos. Los metadatos de la agrupación consumen una
pequeña cantidad del espacio del disco. Por ejemplo:
# zpool list
NAME
tank
48
SIZE
33.8G
USED
89K
AVAIL
33.7G
CAP HEALTH
0% ONLINE
ALTROOT
-
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Creación de sistemas de archivos ZFS como directorios de inicio
Creación de sistemas de archivos ZFS
como directorios de inicio
El objetivo de este ejercicio práctico es aprender a configurar un
sistema de archivos ZFS como varios directorios de inicio.
Al utilizar las funciones del sistema de archivos ZFS,
disponibles en el proyecto OpenSolaris, puede simplificar el
entorno de desarrollo del núcleo implementado instantáneas y
sus funciones de inversión.
Resumen
Utilizaremos el comando zfs para crear un sistema de archivos
y definir su punto de montaje.
Módulo 3 • Planificación del entorno de OpenSolaris
49
Creación de sistemas de archivos ZFS como directorios de inicio
Para crear sistemas de archivos ZFS
como directorios de inicio
1 Visualice el sistema de archivos ZFS predeterminado creado
automáticamente al crear la agrupación de almacenamiento.
# zfs list
NAME USED AVAIL REFER MOUNTPOINT
tank
86K 33.2G 24.5K /tank
2 Cree el sistema de archivos tank/home:
# zfs create tank/home
3 A continuación, defina el punto de montaje para el sistema de
archivos tank/home:
# zfs set mountpoint=/export/home tank/home
4 Por último, cree los sistemas de archivos tank/home para todos
los desarrolladores:
# zfs create tank/home/developer1
# zfs create tank/home/developer2
# zfs create tank/home/developer3
# zfs create tank/home/developer4
La propiedad mountpoint se hereda como prefijo de nombre de
ruta. Es decir, tank/home/developer1 se monta
automáticamente en /export/home/developer1 porque
tank/home está montado en /export/home.
5 Confirme que se hayan creado los sistemas de archivos ZFS:
# zfs list
NAME
USED AVAIL REFER
tank
246K 33.2G 26.5K
tank/home
128K 33.2G 29.5K
tank/home/developer1 24.5K 33.2G 24.5K
tank/home/developer2 24.5K 33.2G 24.5K
tank/home/developer3 24.5K 33.2G 24.5K
50
MOUNTPOINT
/tank
/export/home
/export/home/developer1
/export/home/developer2
/export/home/developer3
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Creación de sistemas de archivos ZFS como directorios de inicio
tank/home/developer4 24.5K 33.2G 24.5K /export/home/developer4
6 Realice una instantánea recursiva del sistema de archivos
tank/home. A continuación, visualice la información de
instantánea:
# zfs snapshot -r tank/home@today
# zfs list
NAME
USED
tank
252K
tank/home
128K
tank/home@today
0
tank/home/developer1
24.5K
tank/home/developer1@today
0
tank/home/developer2
24.5K
tank/home/developer2@today
0
tank/home/developer3
24.5K
tank/home/developer3@today
0
tank/home/developer4
24.5K
tank/home/developer4@today
0
AVAIL
33.2G
33.2G
33.2G
33.2G
33.2G
33.2G
-
REFER
26.5K
29.5K
29.5K
24.5K
24.5K
24.5K
24.5K
24.5K
24.5K
24.5K
24.5K
MOUNTPOINT
/tank
/tank/home
/tank/home/developer1
/tank/home/developer2
/tank/home/developer3
/tank/home/developer4
-
Para más información, consulte zfs.1m.
Módulo 3 • Planificación del entorno de OpenSolaris
51
Creación de una configuración RAID-Z
Creación de una configuración RAID-Z
El objetivo de este ejercicio práctico es mostrarle cómo
configurar RAID-Z.
Resumen
Si desea crear una configuración RAID-Z como alternativa a
una configuración de agrupación de almacenamiento duplicada
si necesita maximizar el espacio en disco.
52
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Creación de una configuración RAID-Z
Para crear una configuración de
RAID-Z
1 Abra una ventana de terminal.
2 Cree una agrupación con un único dispositivo RAID-Z
compuesto por 5 discos. A continuación, visualice la
información sobre la agrupación de almacenamiento.
# zpool create tank raidz c1t1d0 c2t2d0 c3t3d0 c4t4d0 c5t5d0
# zpool status tank
pool: tank
state: ONLINE
scrub: none requested
config:
NAME
tank
raidz1
c1t1d0
c2t2d0
c3t3d0
c4t4d0
c5t5d0
STATE
ONLINE
ONLINE
ONLINE
ONLINE
ONLINE
ONLINE
ONLINE
READ WRITE CKSUM
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
errors: No known data errors
Los discos pueden especificarse utilizando su nombre
abreviado o la ruta completa. Por ejemplo, /dev/dsk/c4t4d0 es
idéntico a c4t4d0.
Es posible utilizar segmentos de disco para configuraciones de
agrupaciones duplicadas y de almacenamiento RAID-Z, pero
no se recomiendan para entornos de producción. Para obtener
más información sobre el uso de ZFS en entornos de
producción, vaya a: http://www.solarisinternals.com/
wiki/index.php/ZFS_Best_Practices_Guide.
Módulo 3 • Planificación del entorno de OpenSolaris
53
54
4
M Ó D U L O
4
Consolidaciones de userland
Objetivos
El objetivo de este módulo es introducirle a las consolidaciones
userland de OpenSolaris. En general, puede considerar las
consolidaciones userland como externas al núcleo y como
componentes con los que interactúan los usuarios. Cada una de las
consolidaciones siguientes transfieren archivos de origen al sitio
Web opensolaris.org o al centro de descargas. Para acceder a
cada consolidación, consulte la siguiente dirección URL:
http://opensolaris.org/os/downloads/
55
Consolidaciones userland y descripciones
Consolidaciones userland y descripciones
56
Servidor de aplicaciones
Servidor de aplicaciones Glassfish
Herramientas de
productos de desarrollo
(DevPro)
La biblioteca matemática del sistema, la
biblioteca de medios, la biblioteca de
microtareas, SCCS y make y las bibliotecas de
tiempo de ejecución C++.
Documentación (Docs)
Documentación técnica de desarrollo y
administración.
Globalización (G11N)
Internacionalización y localización.
Instalación (Install)
Admisión de instalación y herramientas de
empaquetado.
Java Desktop (JDS)
Solución de software de escritorio empresarial
segura y completa.
Plataforma Java,
Standard Edition (Java
SE)
Hay disponibles binarios para Java
Development Kit (JDK) y Java Runtime
Environment (JRE).
Páginas del comando
man
Código fuente para las páginas del manual de
referencia de SunOS.
Message Queue
Sun Java System Message Queue.
Almacenamiento de red
(NWS)
Compatibilidad con dispositivos de
almacenamiento de red.
SFW (Solaris FreeWare)
Software de código abierto integrado con
Solaris/OpenSolaris.
Compatibilidad con
gráficos SPARC
La consolidación de gráficos SPARC tiene
disponibles controladores en formato binario.
Pruebas
Herramientas de prueba y conjuntos de
pruebas OpenSolaris.
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Consolidaciones userland y descripciones
Sistema de ventanas X
(X11)
Software X11.
Módulo 4 • Consolidaciones de userland
57
58
5
M Ó D U L O
5
Características principales del
sistema operativo Solaris
Objetivos
La finalidad de este módulo es describir las características
principales del sistema operativo Solaris y cómo han cambiado de
forma sustancial el funcionamiento del sistema operativo.
Recursos adicionales
OpenSolaris Development Process;
http://www.opensolaris.org/
os/community/onnv/os_dev_process/
C Style and Coding Standards for SunOS;
http://www.opensolaris.org/
os/community/documentation/getting_started_docs/
59
Proceso de desarrollo y estilo de código
Proceso de desarrollo y estilo de código
Los pasos del proceso de desarrollo y el estilo de código que se
utilizan en la consolidación OS/Net (ON) se utilizan para
ofrecer los principales componentes del sistema operativo y de
red a Solaris. ON contiene el código del núcleo y todas las
plataformas (en todas las arquitecturas), la mayoría de los
controladores, los sistemas de archivos, las bibliotecas
principales y los comandos básicos de un sistema Solaris.El
proceso de desarrollo del proyecto OpenSolaris sigue este
procedimiento de alto nivel:
1. Idea
En primer lugar, alguien tiene una idea para realizar una
mejora o una queja sobre un defecto. Busque un error,
registre uno nuevo o solicite una mejora en
http://bugs.opensolaris.org/. A continuación, anuncie
su solicitud a los demás desarrolladores en la lista de correo
pertinente. La posibilidad de anunciar la solicitud aporta
una serie de ventajas:
■
■
■
■
Acelera el proceso de debate sobre el cambio o la mejora
Determina la complejidad de los cambios propuestos
Evalúa el interés de la comunidad
Identifica los posibles miembros del equipo
2. Diseño
En la fase de diseño se decide si es necesario revisar un
diseño formal. Si lo es, siga estos pasos:
■
■
■
■
Identifique los revisores del diseño y la arquitectura
Escriba un documento de diseño
Escriba un plan de prueba
Lleve a cabo revisiones de diseño y obtenga la
aprobación correspondiente
3. Implementación
La fase de implementación se compone de lo siguiente:
60
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Proceso de desarrollo y estilo de código
■
Escritura del código de acuerdo con las políticas y
normas
Descargue C Style and Coding Standards for SunOS
aquí:http://www.opensolaris.org/
os/community/documentation/getting_started_docs/.
■
Escritura de los conjuntos de pruebas
■
Aprobación de las diferentes pruebas de unidad y
preintegración
■
Escritura o actualización de la documentación del
usuario, si se requiere
■
Identificación de los revisores del código para preparar
la integración
4. Integración
La integración tiene lugar una vez se han completado todas
las revisiones y concedido los permisos.
En la fase de integración se comprueba si se han llevado a cabo
todas las acciones previstas, para lo que se revisa el código, la
documentación y la finalización.
El documento del proceso formal de OpenSolaris describe los
pasos anteriores de forma más detallada, con diagramas de flujo
que ilustran las fases de desarrollo. También especifica los
siguientes valores básicos y principios de diseño que se aplican
al desarrollo de código fuente para el proyecto OpenSolaris:
■
Fiabilidad: OpenSolaris debe funcionar correctamente y
ofrecer resultados precisos sin perder ni dañar datos.
■
Disponibilidad: los servicios deben configurarse como
reiniciables en caso de error de la aplicación, y OpenSolaris
debe poder recuperarse de errores de hardware que no sean
graves.
Módulo 5 • Características principales del sistema operativo Solaris
61
Proceso de desarrollo y estilo de código
■
Facilidad de mantenimiento: debe poderse diagnosticar
tanto los errores graves como los transitorios y, cuando sea
posible, automatizar el diagnóstico.
■
Seguridad: la seguridad de OpenSolaris debe integrarse en
el sistema operativo y contar con mecanismos para auditar
los cambios que se realizan en el sistema y la persona que los
lleva a cabo.
■
Rendimiento: el rendimiento de OpenSolaris debe ser
insuperable en comparación con otros sistemas operativos
que se ejecutan en entornos idénticos.
■
Facilidad de uso: debe permitir la administración de
componentes individuales, software o hardware de manera
coherente y directa.
■
Compatibilidad: los nuevos subsistemas e interfaces deben
poder ampliarse y admitir nuevas versiones para incorporar
futuros cambios y mejoras sin que peligre la compatibilidad.
■
Facilidad de mantenimiento: OpenSolaris debe generarse
de modo que las subrutinas comunes se combinen en
módulos de núcleos o bibliotecas que los pueda utilizar un
número aleatorio de usuarios.
■
Neutralidad de plataforma: OpenSolaris debe seguir
teniendo una plataforma neutra; asimismo, deben diseñarse
abstracciones de nivel reducidas teniendo en cuenta
diferentes y futuras plataformas.
Consulte http://www.opensolaris.org/
os/community/onnv/os_dev_process/ para obtener
información más detallada acerca del proceso que se sigue para
el desarrollo colaborativo de código de OpenSolaris.
Al igual que otros muchos proyectos, OpenSolaris aplica un
estilo de código al código que se aporta, sea cual sea su origen.
Este estilo se describe detalladamente en
http://opensolaris.org/os/community/onnv/.
62
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Proceso de desarrollo y estilo de código
La distribución de OpenSolaris incluye dos herramientas para
comprobar numerosos elementos del estilo de código. Estas
herramientas son; cstyle(1), para verificar el cumplimiento
del código C con la mayoría de las normas de estilo, y
hdrchk(1), para comprobar el estilo de las cabeceras de C y
C++.
Módulo 5 • Características principales del sistema operativo Solaris
63
Información general
Información general
Una vez considerados el entorno de desarrollo, los procesos y
valores que aplican los desarrolladores en el proceso de
ingeniería, describiremos más detalladamente las funciones del
sistema operativo que ejemplifican el rendimiento, la
seguridad, la capacidad de servicio y la manejabilidad:
■
Rendimiento
■
■
■
■
Seguridad
■
■
■
■
■
Minimización de los privilegios
Filtros de paquetes
Zonas
Zonas de marca (BrandZ)
Facilidad de mantenimiento
■
■
■
■
FireEngine
Nemo
Crossbow
Recuperación automática predecible
Tecnología Dynamic Tracing (DTrace)
Modular Debugger (MDB)
Capacidad de control
■
■
Utilidad de gestión de servicios (SMF)
ZFS
FireEngine
El enfoque de FireEngine en Solaris 10 combina todas las capas
de protocolo en un módulo STREAMS de subproceso múltiple.
En el módulo combinado, en lugar de bloqueos de estructura
por datos, se utiliza un mecanismo de sincronización por CPU
denominado "perímetro vertical". El "perímetro vertical" se
implementa utilizando una abstracción de cola de serialización
64
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Información general
denominada "squeue". Cada squeue está vinculada a una CPU,
y cada conexión está a su vez vinculada a una squeue que
proporciona la sincronización y exclusión mutua necesaria
para las estructuras de datos específicas de la conexión.
Sincronización
Dado que la pila cuenta con múltiples subprocesos (y bloquea la
serialización por CPU que aplica el perímetro vertical), utiliza
un esquema basado en referencias para asegurar que haya una
instancia de conexión cuando se necesite. Para una conexión
TCP establecida, se garantiza la existencia de tres referencias.
Cada capa de protocolo cuenta con una referencia en la
instancia (una para TCP e IP) y el clasificador tiene una
referencia al tratarse de una conexión establecida. Cada vez que
llega un paquete para la conexión y el clasificador consulta la
instancia de conexión, se coloca una referencia adicional, que se
suelta cuando la capa de protocolo termina de procesar el
paquete.
TCP, IP y UDP
El sistema operativo Solaris 10 proporciona la misma vista para
TCP que las versiones anteriores, es decir, TCP aparece como
dispositivo de copia pero en realidad es un compuesto, con el
código TCP e IP combinado en un único módulo D_MP
STREAMS. La parte operativa de TCP está completamente
protegida por el perímetro vertical que se activa mediante las
primitivas de squeue. FireEngine cambia la interfaz entre TCP e
IP desde la interfaz de transferencia de mensajes basada en
STREAMS hasta una interfaz funcional basada en llamadas,
ambas en las rutas de control y datos.
Hay un módulo UDP completo con múltiples subprocesos en
ejecución en el mismo dominio de protección que IP. Aunque
UDP e IP se ejecutan en el mismo dominio de protección,
siguen siendo módulos STREAMS separados. Por tanto, el
Módulo 5 • Características principales del sistema operativo Solaris
65
Información general
establecimiento de STREAMS se mantiene sin cambios y
siempre se coloca una instancia del módulo UDP por encima de
IP. La plataforma de Solaris 10 permite los siguientes modos de
establecimiento:
■
Normal: IP se abre primero y luego se coloca encima UDP.
Es la acción predeterminada que tiene lugar cuando se abre
un dispositivo o socket UDP.
■
SNMP: UDP se coloca encima de un módulo que no sea IP.
Cuando esto ocurre, sólo se admite semántica SNMP.
GLDv3
El software Solaris 10 introduce una nueva estructura de
controladores de dispositivos denominada GLDv3 junto con la
nueva pila. La mayoría de los controladores de dispositivos se
ha pasado a esta estructura, y todos los controladores de
dispositivos de 10 Gb y futuros se basarán en ella. Esta
estructura también proporciona una capa DLPI basada en
STREAMS para la compatibilidad con versiones anteriores
(para permitir que los módulos externos que no sean IP sigan
funcionando). La arquitectura GLDv3 virtualiza la capa dos de
la pila de red. Ya no existe una correspondencia uno a uno entre
las interfaces de red y los dispositivos.
Consulte el proyecto Nemo en opensolaris.org para obtener
más información sobre la estructura, el módulo de servicios
MAC y el módulo de servicios de vínculo de datos.
Virtualización
El proyecto Crossbow crea pilas virtuales para cualquier
servicio (HTTP, HTTPS, FTP, NFS, etc.), protocolo (TCP, UDP,
SCTP, etc.) o tecnología de Solaris Containers. Las pilas
virtuales se separan mediante un motor de clasificación H/W
para que el tráfico de una pila no repercuta en otras pilas
virtuales. A cada pila virtual se puede asignar su propia
66
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Información general
prioridad y su propio ancho de banda en una NIC compartida
sin que ello perjudique al rendimiento del sistema o al
servicio/contenedor. La arquitectura administra
dinámicamente los recursos de prioridad y ancho de banda, y
puede proporcionar una mejor protección contra ataques de
denegación de servicios dirigidos a un servicio o contenedor
específico aislando el impacto sólo a dicho servicio o
contenedor.
Minimización de los privilegios
Históricamente, UNIX® ha tenido siempre un modelo de
privilegios de "todo o nada" que impone las restricciones
siguientes:
■
No existe modo alguno de limitar los privilegios de usuarios
root
■
Los usuarios que no sean root no pueden realizar
operaciones con privilegios
■
Las aplicaciones que sólo necesitan algunas operaciones con
privilegios deben ejecutarse como root
■
Los privilegios de root se confían a muy pocos, y entre ellos
no hay casi ningún estudiante
En el sistema operativo Solaris, hemos desarrollado privilegios
avanzados. Permiten la ejecución de aplicaciones y el uso o
acceso a funciones justo con los privilegios que se necesitan. El
privilegio mínimo permite a los estudiantes completar su
trabajo, participar en investigaciones y mantener una parte de
la infraestructura del departamento o el campus.
Módulo 5 • Características principales del sistema operativo Solaris
67
Información general
Filtros de paquetes
El filtro IP de Solaris proporciona un filtrado de paquetes con
estado y traducción de direcciones de red (NAT). El filtro IP de
Solaris se deriva de software de filtro IP de código abierto. El
filtro IP puede filtrar por dirección IP, puerto, protocolo o
interfaz de red de acuerdo con las reglas de filtros.
Filtro IP
La API de enlaces de filtros de paquetes (PFHooks) se ha
introducido desde Solaris 10 Update 4, para reemplazar la
implementación basada en STREAMS del filtro IP. Con el uso
de la estructura PFHooks, el rendimiento del software
cortafuegos como el filtro IP se ha mejorado
considerablemente. PFhooks también permite interceptar el
tráfico en bucle y entre zonas. El software cortafuegos de otros
proveedores se desarrolla y registra con la API PFHooks
utilizando el enlace net_register_hook(info, event,
hook);.
Activación de filtros de paquetes sencillos
El objetivo de este ejercicio es aprender sobre los filtros de
paquetes. El filtro IP de Solaris se instala con el sistema
operativo Solaris. Sin embargo, los filtros de paquetes no están
activos de modo predeterminado. El filtro IP puede filtrar por
dirección IP, puerto, protocolo o interfaz de red de acuerdo con
las reglas de filtros. A continuación se incluye un ejemplo de
regla de filtro:
block in on ce0 proto tcp from 192.168.0.0/16 to any port = 23
Para utilizar el filtro IP de Solaris, especifique las reglas de filtros
en el archivo /etc/ipf/ipf.conf. A continuación, active y
reinicie el servicio svc:network/ipfilter utilizando el
comando svcadm.
68
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Información general
Nota – También puede utilizar el comando ipf con los
conjuntos de reglas.
El filtro IP de Solaris puede llevar a cabo la traducción de
direcciones de red (NAT) para una dirección de origen o
destino de acuerdo con las reglas NAT. A continuación se
incluye un ejemplo de regla NAT:
map ce0 192.168.1.0/24 -> 10.1.0.0/16
Para utilizar la traducción de direcciones de red, especifique las
reglas NAT en el archivo /etc/ipf/ipnat.conf. A
continuación, active y reinicie el servicio
svc:/network/ipfilter utilizando el comando svcadm.
Nota – También puede utilizar el comando ipnat para trabajar
con conjuntos de reglas.
Reglas de filtros de paquetes de ejemplo
En esta sección se incluyen varios ejemplos de sintaxis de reglas
de filtros. Invoque las reglas agregándolas al archivo
/etc/ipf/ipf.conf. A continuación, active el filtro IP de
Solaris y rearranque el equipo tal como se detalla en el ejercicio
anterior.
Registre en le0 todos los paquetes entrantes que cuenten con
opciones de IP.
log in on le0 from any to any with ipopts
Bloquee en le0 los paquetes entrantes que estén fragmentados y
sean demasiado pequeños para poder llevar a cabo una
comparación significativa. Esta acción sólo se aplica a los
paquetes TCP que puedan carecer de indicadores/puertos (en
función de la parte del fragmento que vea).
Módulo 5 • Características principales del sistema operativo Solaris
69
Información general
block in log quick on le0 from any to any with short frag
Registre todos los paquetes TCP entrantes con el conjunto de
indicadores SYN (solamente).
Nota – Si se trata de un paquete TCP entrante con el conjunto de
indicadores SYN y cuenta con opciones de IP, esta regla y la
anterior lo registrarían por duplicado.
log in on le0 proto tcp from any to any flags S/SA
Bloquee y registre las instrucciones ICMP entrantes
inaccesibles.
block in log on le0 proto icmp from any to any icmp-type unreach
Bloquee y registre en le0 los paquetes UDP entrantes que se
dirijan al puerto 2049 (el puerto NFS).
block in log on le0 proto udp from any to any port = 2049
Admita rápidamente la transferencia de paquetes de un par de
hosts concreto.
pass
pass
pass
pass
in
in
in
in
quick
quick
quick
quick
from
from
from
from
any to 10.1.3.2/32
any to 10.1.0.13/32
10.1.3.2/32 to any
10.1.0.13/32 to any
Bloquee y detenga la coincidencia de cualquier paquete con
opciones de IP.
block in quick on le0 from any to any with ipopts
Permite la transferencia de cualquier paquete.
pass in from any to any
70
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Información general
Bloquee los paquetes UDP entrantes destinados a estas
subredes.
block in on le0 proto udp from any to 10.1.3.0/24
block in on le0 proto udp from any to 10.1.1.0/24
block in on le0 proto udp from any to 10.1.2.0/24
Bloquee cualquier paquete TCP entrante que sólo tengan el
conjunto de indicadores SYN y estén destinados a estas
subredes.
block in on le0 proto tcp from any to 10.1.3.0/24 flags S/SA
block in on le0 proto tcp from any to 10.1.2.0/24 flags S/SA
block in on le0 proto tcp from any to 10.1.1.0/24 flags S/SA
Bloquee cualquier paquete ICMP entrante destinado a estas
subredes.
block in on le0 proto icmp from any to 10.1.3.0/24
block in on le0 proto icmp from any to 10.1.1.0/24
block in on le0 proto icmp from any to 10.1.2.0/24
Zonas
Una zona es una abstracción virtual del sistema operativo que
ofrece un entorno protegido en el que se ejecutan las
aplicaciones. Las aplicaciones se protegen unas de otras para
aislar los errores de software. Para facilitar la administración de
múltiples aplicaciones y sus entornos, coexisten en una
instancia del sistema operativo y normalmente se gestionan
como una entidad.
Ciertas aplicaciones que normalmente se ejecutan como root o
con algunos privilegios quizá no se ejecuten dentro de una zona
si dicha ejecución depende de su capacidad para acceder o
cambiar algún recurso global. Un ejemplo sería la posibilidad
de cambiar el reloj del sistema. Las pocas aplicaciones que se
Módulo 5 • Características principales del sistema operativo Solaris
71
Información general
ajustan a estos criterios pueden necesitar que las aplicaciones se
ejecuten correctamente dentro de una zona o, en ocasiones,
deben seguir utilizándose dentro de la zona global.
A continuación se establecen algunas pautas:
■
Una aplicación que accede a la red y los archivos y no lleva a
cabo ninguna tarea adicional de E/S debería funcionar sin
problemas.
■
Las aplicaciones que requieren acceso directo a
determinados dispositivos, por ejemplo, una partición de
disco, suelen funcionar si la zona se ha configurado
correctamente. Sin embargo, en ocasiones esto puede
afectar a la seguridad.
■
Es posible que se deban modificar las aplicaciones que
requieren acceso directo a estos dispositivos para que
funcionen correctamente. Por ejemplo, /dev/kmem o un
dispositivo de red. Las aplicaciones deben utilizar uno de los
múltiples servicios IP.
Las zonas se pueden combinar con las utilidades de
administración de recursos que incluye OpenSolaris para
ofrecer entornos aislados más completos. Mientras que la zona
proporciona la seguridad, el espacio de nombre y el aislamiento
de errores, se pueden utilizar las utilidades de administración
de recursos para impedir que los procesos de una zona utilicen
demasiados recursos de un sistema o para garantizarles cierto
nivel de servicio. De forma conjunta, las zonas y la
administración de recursos se suelen denominar
"contenedores".
Consulte
http://opensolaris.org/os/community/zones/faq para ver
la respuesta a una gran cantidad de preguntas frecuentes sobre
las zonas y vínculos a la documentación más reciente sobre
administración.
72
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Información general
Las zonas proporcionan entornos protegidos para las
aplicaciones de Solaris.Mediante el uso de BrandZ en el
proyecto OpenSolaris hay disponibles entornos de ejecución
independientes y protegidos.
Zonas de marca (BrandZ)
BrandZ es un sistema que amplía la infraestructura de las zonas
para crear zonas de marca, que son zonas que contienen
entornos operativos no nativos. Una zona de marca puede
resultar tan sencilla como un entorno en que las utilidades
estándar de Solaris se sustituyen por sus equivalentes GNU, o
tan compleja como un espacio de usuario completo de Linux.
BrandZ amplía la infraestructura de zonas en el espacio del
usuario de los modos siguientes:
■
Una marca es un atributo de una zona, que se define durante
la configuración de la misma.
■
Cada marca tiene su propia rutina de instalación, que
permite instalar un determinado grupo de software en la
zona de marca.
■
Cada marca puede proporcionar secuencias previas y
posteriores al inicio que permitan al usuario configurar
durante el arranque.
■
Las herramientas zonecfg y zoneadm pueden definir e
informar del tipo de marca de una zona.
BrandZ proporciona un conjunto de puntos de interposición
en el núcleo:
■
Estos puntos se encuentran en la ruta syscall, la ruta de
carga del proceso, la ruta de creación de divisiones, etc.
■
Estos puntos de interposición sólo se aplican a los procesos
de una zona de marca.
Módulo 5 • Características principales del sistema operativo Solaris
73
Información general
■
En cada uno de estos puntos, una marca puede decidir si el
comportamiento estándar del sistema operativo Solaris se
complementa o se sustituye.
■
Las marcas fundamentalmente distintas pueden requerir
nuevos puntos de interposición.
La marca lx permite que las aplicaciones binarias de Linux se
ejecuten sin modificaciones en Solaris, dentro de zonas que
ejecutan un espacio de usuario completo de Linux. La marca lx
permite que el software de usuario de Linux se ejecute en una
máquina con un núcleo de OpenSolaris, e incluye las
herramientas necesarias para instalar una distribución CentOS
o Red Hat Enterprise Linux dentro de una zona en un sistema
Solaris. La marca lx se ejecuta en sistemas x86/x64 iniciados
con un núcleo de 32 o 64 bits. Sea cual sea el núcleo subyacente,
sólo se pueden ejecutar aplicaciones Linux de 32 bits. Esta
función sólo está disponible actualmente para arquitecturas x86
y AMD x64. Sin embargo, pasar a SPARC podría ser un
proyecto interesante para la comunidad ya que BrandZ lx es
todavía algo que se está desarrollando.
Consulte
http://opensolaris.org/os/community/brandz/install
para ver las instrucciones y los requisitos de instalación.
El proyecto OpenSolaris afronta los desafíos exclusivos del
desarrollo de sistemas operativos y las pruebas para el
rendimiento de las aplicaciones utilizando funciones como las
zonas.
Redes de zonas
Las zonas de Solaris se pueden designar como:
■
■
74
Zona de IP exclusiva
Zona de IP compartida
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Información general
Las zonas de IP exclusiva tienen sus propias pilas de IP y
pueden tener sus propias interfaces físicas. Una zona de IP
exclusiva también puede tener sus propias interfaces VLAN. La
configuración de zonas de IP exclusiva es la misma que la de un
equipo físico.
Las zonas de IP compartida comparten la pila de IP con la zona
global, de modo que las zonas de IP compartida se aíslan de la
configuración de los dispositivos, el encaminamiento, etc. A
cada zona de IP compartida se pueden asignar direcciones
IPv4/IPv6. Cada zona de IP compartida también tiene su
propio espacio de puerto. Las aplicaciones se pueden vincular a
INADDR_ANY y sólo recibir tráfico para esa zona.
Ninguno de los dos tipos de zonas puede ver el tráfico de otras
zonas. Los paquetes que provienen de una zona tienen una
dirección de origen que pertenece a dicha zona. Una zona de IP
compartida sólo puede enviar paquetes en una interfaz en la
que tenga una dirección. Una zona de IP compartida sólo puede
utilizar un encaminador predeterminado si se puede acceder a
él directamente desde la zona. El encaminador predeterminado
debe encontrarse en la misma subred IP que la zona.
Las zonas de IP compartida no pueden modificar su
configuración de red o su tabla de encaminamiento, y no
pueden ver la configuración de otras zonas. /dev/ipno está
presente en la zona de IP compartida. En lugar de ello, los
agentes SNMP deben abrir /dev/arp. Varias zonas de IP
compartida pueden compartir una dirección de emisión y
pueden unirse al mismo grupo multidifusión.
Las zonas de IP compartida tienen las siguientes limitaciones de
red:
■
■
■
No es posible colocar una interfaz física dentro de una zona.
IPFilter no trabaja entre zonas.
No hay protocolo DHCP para las direcciones IP de las
zonas.
Módulo 5 • Características principales del sistema operativo Solaris
75
Información general
■
No hay encaminamiento dinámico.
Las zonas de IP exclusiva no tienen las limitaciones anteriores, y
pueden cambiar su configuración de red o tabla de
encaminamiento dentro de la zona. /dev/ip está presente en la
zona de IP exclusiva.
Identidad de zonas, visibilidad de la CPU y
empaquetamiento
Cada zona controla su nombre de nodo, zona horaria y
servicios de nombres como LDAP y NIS. sysidtool permite
configurarlos. Si hay distintos archivos /etc/passwd, significa
que los privilegios de root se pueden delegar a la zona. Los ID
de usuario se pueden asignar a diferentes nombres cuando los
dominios son distintos.
De modo predeterminado, todas las zonas ven todas las CPU.
La vista restringida se activa de forma automática cuando se
habilitan las agrupaciones de recursos.
Las zonas pueden agregar sus propios paquetes. Se pueden
crear parches para esos paquetes. Los parches del sistema se
aplican en la zona global. Por tanto, en las zonas no globales la
zona inicia automáticamente -s para aplicar el parche. El
paquete SUNW_PKG_ALLZONES debe mantenerse de forma
coherente entre la zona global y todas las zonas no globales.
SUNW_PKG_HOLLOW hace que el nombre del paquete
aparezca en las zonas no globales (NGZ) por motivos de
dependencia, pero no se instala el contenido.
Dispositivos de zonas
Cada zona tiene sus propios dispositivos. Las zonas ven un
subconjunto de pseudodispositivos seguros en su directorio
/dev. Las aplicaciones hacen referencia a la ruta lógica de un
dispositivo presentado en /dev. El directorio /dev existe en las
76
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Información general
zonas no globales, pero no el directorio /devices. Los
dispositivos como random, console y null son seguros, pero
otros como /dev/kmem no lo son.
Las zonas pueden modificar los permisos de sus dispositivos,
pero no pueden emitir mknod(2). Los archivos de dispositivos
físicos como los de los discos sin procesar se pueden colocar en
una zona tomando determinadas precauciones. Las zonas
pueden compartir dispositivos, pero es necesario adoptar
ciertas medidas de seguridad.
Por ejemplo, quizá tenga dispositivos que desee asignar a zonas
específicas. Si se permite a los usuarios sin privilegios acceder a
los dispositivos de bloques, éstos se podrían utilizar para crear
una situación crítica del sistema, reiniciar el bus u otras
acciones malintencionadas. Si se coloca un dispositivo físico en
más de una zona, puede crearse un canal oculto entre las zonas.
Las aplicaciones de zonas globales que utilizan dichos
dispositivos pueden provocar que una zona no global dañe los
datos o los ponga en peligro.
Recuperación automática
predecible
La tecnología de reparación preventiva Predictive Self-Healing
se implantó de dos modos en el sistema operativo Solaris 10. En
esta sección se describen las nuevas tecnologías Fault
Management Architecture y Services Management Facility que
componen la tecnología de reparación preventiva.
Fault Management Architecture (FMA)
El sistema operativo Solaris proporciona una nueva
arquitectura, FMA, para generar controles de errores con
capacidad de recuperación, telemetría de errores, software de
Módulo 5 • Características principales del sistema operativo Solaris
77
Información general
diagnóstico automatizado, agentes de respuestas y un modelo
coherente de errores del sistema para la pila de tareas de
administración. Muchas partes de Solaris ya participan en la
arquitectura FMA, incluida la CPU y el control de errores de la
memoria para UltraSPARC III y IV, los adaptadores de bus PCI
UltraSPARC y Opteron. Se están desarrollando una serie de
proyectos, incluida la compatibilidad total para la CPU, la
memoria y los errores de E/S en Opteron, la conversión de
controladores de dispositivos clave y la integración con varias
pilas de administración.
Cuando se convierte un subsistema para participar en la
administración de errores, el control de errores se puede
recuperar para que el sistema pueda seguir funcionando a pesar
del error, y se producen eventos de telemetría que generan de
forma automatizada un diagnóstico y una respuesta. La
arquitectura y las herramientas de administración de errores
permiten desarrollar contenido de autorrecuperación para los
errores de software y hardware, para recursos del sistema tanto
microscópicos como macroscópicos. Todo con una única vista
simplificada para los administradores y el software de
administración del sistema.
Consulte http://opensolaris.org/os/community/fm para
obtener información sobre cómo participar en la comunidad de
administración de errores o descargar la base de información de
gestión MIB que se está desarrollando.
Dynamic Tracing (DTrace)
DTrace proporciona una potente infraestructura que permite a
los administradores, desarrolladores y personal de servicio
responder de forma concisa a las preguntas mas diversas sobre
el comportamiento del sistema operativo y los programas del
usuario. DTrace permite:
■
78
Permitir y administrar dinámicamente miles de sondeos
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Información general
■
Asociar dinámicamente predicados y acciones con sondeos
■
Administrar dinámicamente búfers de trama y gastos de
sondeos
■
Examinar los datos de rastreo de un sistema activo o un
volcado del sistema
■
Implementar nuevos proveedores de datos de rastreo que se
conecten a DTrace
■
Implementar consumidores de datos de rastreo que
proporcionen presentaciones de datos
■
Implementar herramientas que configuren los sondeos de
DTrace
Encontrará las páginas de la comunidad de DTrace en la
dirección siguiente:
http://opensolaris.org/os/community/dtrace.
Además de DTrace, el proyecto OpenSolaris ofrece funciones
de depuración para los tipos de desarrollo de bajo nivel, por
ejemplo, el desarrollo de controladores de dispositivos.
Modular Debugger (MDB)
MDB es un depurador que facilita el análisis de problemas que
requieren funciones de depuración de bajo nivel, el examen de
archivos núcleo y el lenguaje ensamblador para diagnosticar y
corregir. Generalmente, los desarrolladores de núcleos y
dispositivos se basan en mdb para determinar el motivo y el
lugar donde se produce un error de código.
MDB está disponible en forma de dos comandos que
comparten funciones comunes: mdb y kmdb. Puede utilizar el
comando mdb de forma interactiva o en secuencias para depurar
procesos activos del usuario, archivos de núcleo de procesos del
usuario, volcados del núcleo, el sistema activo, archivos de
Módulo 5 • Características principales del sistema operativo Solaris
79
Información general
objetos y otros archivos. Puede utilizar el comando kmdb para
depurar el núcleo del sistema operativo activo y los
controladores de dispositivos cuando también deba controlar y
detener la ejecución del núcleo.
Existe una comunidad activa para MDB. En ella puede formular
preguntas a expertos, o leer conversaciones anteriores y
preguntas habituales. Consulte
http://opensolaris.org/os/community/mdb.
Sistema de archivos ZFS
Los sistemas de archivos ZFS no se limitan a dispositivos
concretos, de modo que se pueden crear de forma fácil y rápida
como directorios. Aumentan automáticamente en el espacio
asignado a la agrupación de almacenamiento.
Suma de comprobación y recuperación de
datos
En ZFS se efectúa una suma de comprobación de todos los
datos y metadatos mediante un algoritmo seleccionable por el
usuario. La recuperación de todos los datos y las sumas de
comprobación se efectúa en la capa del sistema de archivos, y es
transparente para todas las aplicaciones. Asimismo, ZFS ofrece
soluciones para la reparación automática de datos. ZFS admite
grupos de almacenamiento con diversos niveles de redundancia
de datos que incluyen la duplicación y una variación sobre
RAID-5. Si se detecta un bloque de datos incorrecto, ZFS
recupera los datos correctos de otra copia redundante y repara
los datos anómalos sustituyéndolos por la copia buena.
ZFS presenta un modelo de almacenamiento agrupado que
elimina el concepto de volúmenes y los problemas asociados de
particiones, configuración, mal uso del ancho de banda y
almacenamiento no válido.
80
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Información general
El ancho de banda de E/S combinado de todos los dispositivos
de la agrupación está disponible para todos los sistemas de
archivos en todo momento.
Cada agrupación de almacenamiento se compone de uno o más
dispositivos virtuales, que describen la disposición del
almacenamiento físico y sus características de errores. Consulte
en la página
http://opensolaris.org/os/community/zfs/demos/basics
la demostración 100 Mirrored Filesystems in 5 Minutes, que
presenta la administración sistemas de archivos ZFS.
RAID-Z
Además del almacenamiento agrupado, ZFS proporciona
configuraciones de redundancia de datos RAID-Z y
redundantes con duplicaciones. RAID-Z es un dispositivo
virtual que almacena datos y paridad en varios discos, similar a
RAID-5.
En RAID-Z, ZFS utiliza divisiones RAID de ancho variable para
que todas las escrituras estén totalmente divididas. Esto sólo es
posible gracias a la integración que ZFS hace del sistema de
archivos y la administración de dispositivos, de modo que los
metadatos del sistema de archivos tienen suficiente
información sobre el modelo de réplica de datos subyacente
para controlar las divisiones RAID de ancho variable. RAID-Z
es la principal solución de sólo software existente para el
"agujero de escritura" de RAID-5.
Utilidad de gestión de servicios
(SMF)
SMF crea un modelo unificado y compatible para la gestión de
una gran cantidad de servicios, como la entrega de correo
electrónico, las solicitudes ftp y la ejecución remota de
Módulo 5 • Características principales del sistema operativo Solaris
81
Información general
comandos en el proyecto OpenSolaris. La estructura smf(5)
sustituye (de un modo compatible) el mecanismo de inicio
init.d(4) existente y mejora inetd(1M). SMF ofrece a los
desarrolladores lo siguiente:
■
Reinicio automatizado de los servicios por orden de
dependencia debidos a errores incorregibles de software,
hardware o administrativos
■
Una única API para la administración, configuración y
observación de servicios
■
Acceso a la administración de recursos basada en servicios
■
Depuración simplificada del proceso de arranque
Consulte
http://opensolaris.org/os/community/smf/scfdot para
ver un gráfico de los servicios SMF y sus dependencias en un
sistema x86 en el que se acaba de instalar el sistema operativo
Solaris Nevada.
82
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
6
M Ó D U L O
6
Conceptos de programación
Objetivos
Este módulo ofrece una descripción avanzada de los conceptos
fundamentales del entorno de programación de OpenSolaris:
■
■
■
■
■
Administración del sistema y los procesos
Programación de subprocesos
Descripción general del núcleo
Planificación de la CPU
Depuración de procesos
Recursos adicionales
■
Solaris Internals (2nd Edition), Prentice Hall PTR (12 de mayo
de 2006), de Jim Mauro y Richard McDougall
■
Solaris Systems Programming, Prentice Hall PTR (19 de agosto
de 2004), de Rich Teer
■
Multithreaded Programming Guide Sun Microsystems, Inc.,
2005.
■
STREAMS Programming Guide. Sun Microsystems, Inc., 2005.
■
Solaris 64-bit Developer’s Guide Sun Microsystems, Inc., 2005.
83
Administración del sistema y los procesos
Administración del sistema y los procesos
La unidad básica de trabajo es el proceso. Los ID de proceso
(PID) se enumeran secuencialmente en el sistema. De modo
predeterminado, el administrador del sistema asigna a cada
usuario un proyecto, que es un identificador administrativo en
la red. Cada inicio de sesión que se realiza correctamente en un
proyecto crea una tarea, que constituye un mecanismo de
agrupación para los procesos. Una tarea contiene el proceso de
inicio de sesión, así como los procesos secundarios
subsiguientes.
La utilidad de agrupación de recursos une los recursos ligados a
procesos en una abstracción común denominada agrupación.
Los grupos de procesos y otras entidades se configuran,
agrupan y etiquetan de modo que los componentes de trabajo
se asocian con un subconjunto de los recursos totales de un
sistema. Cuando la utilidad de agrupaciones está desactivada,
todos los procesos pertenecen a la misma agrupación,
pool_default, y los grupos de procesadores se administran a
través de la llamada de sistema pset(). Cuando la utilidad de
agrupaciones está activada, debe utilizarse para administrar los
grupos de procesadores. Es posible crear agrupaciones y
asociarlas con los grupos de procesadores. Los procesos pueden
estar vinculados a agrupaciones que tengan conjuntos de
recursos que no estén vacíos.
Si en OpenGrok se busca pool.c, se encontrarán numerosos
comentarios sobre código que describen las relaciones entre las
tareas, las agrupaciones, los proyectos y los procesos del modo
siguiente:
La operación que vincula los proyectos y las tareas con las
agrupaciones es atómica. Eso significa que se vincularán todos
los procesos de un determinado proyecto o tarea a una nueva
agrupación o, en caso de error, permanecerán vinculados a la
antigua agrupación. Los procesos de un determinado proyecto
84
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Administración del sistema y los procesos
o tarea sólo se pueden vincular a diferentes agrupaciones si se
vuelven a vincular de forma individual como procesos únicos.
Los subprocesos o LWP del mismo proceso no tienen vínculos
de agrupaciones, y se vinculan al mismo grupo de recursos
asociado con la agrupación de recursos del proceso en cuestión.
Los procesos cuentan con la posibilidad de ejecutarse dentro de
una zona. Las zonas las configuran los administradores del
sistema, normalmente por motivos de seguridad, para aislar
grupos de usuarios de procesos.
Programación de subprocesos
Una vez descritos los procesos en el contexto de las tareas, los
proyectos, las agrupaciones de recursos, las zonas y las zonas de
marca, pasaremos al contexto de los subprocesos. El sistema
UNIX tradicional ya admite el concepto de subprocesos. Cada
proceso contiene un único subproceso, de modo que
programar con varios procesos implica programar con varios
subprocesos. Sin embargo, un proceso también es un espacio de
direcciones; crear un proceso implica crear un nuevo espacio de
direcciones.
La comunicación entre los subprocesos de un proceso resulta
sencilla porque lo comparten todo, incluidos los descriptores de
archivos abiertos y un espacio de direcciones común. De este
modo, los datos producidos por un subproceso están
inmediatamente disponibles para todos los demás subprocesos.
Las bibliotecas son libpthread para los subprocesos POSIX y
libthread para los subprocesos de OpenSolaris. El subproceso
múltiple ofrece flexibilidad al desvincular los recursos del
núcleo y los del usuario. En OpenSolaris, la biblioteca de C
estándar se encarga del subproceso múltiple para ambos grupos
de interfaces.
Módulo 6 • Conceptos de programación
85
Administración del sistema y los procesos
Utilice pthread_create(3C) para agregar un nuevo
subproceso de control al proceso actual.
int
pthread_create(pthread_t *tid, const pthread_attr_t *tattr,
void*(*start_routine)(void *), void *arg);
Para llamar a la función pthread_create() se utiliza el
comando attr, que tiene el comportamiento de estado
necesario. start_routine es la función con la que el nuevo
subproceso inicia la ejecución. Cuando se devuelve
start_routine, el subproceso se cierra con el estado
configurado en el valor que devuelve start_routine.
pthread_create() devuelve cero cuando la llamada se finaliza
correctamente. Si se devuelve cualquier otro valor, significa que
se ha producido un error. Vaya a
/on/usr/src/lib/libc/spec/threads.spec en OpenGrok
para obtener una lista completa de las funciones y declaraciones
de pthread.
La sincronización de subprocesos permite controlar el flujo del
programa y acceder a datos compartidos para los subprocesos
que estén en ejecución. Los cuatro objetos de sincronización
son bloqueos mutex, bloqueos de lectura/escritura, variables de
condiciones y semáforos.
86
■
Los bloqueos mutex no permiten que haya más de un
subproceso ejecutando una sección específica del código o
accediendo a determinados datos.
■
Los bloqueos de lectura/escritura permiten lecturas
simultáneas y escrituras exclusivas en un recurso
compartido protegido. Para modificar un recurso, un
subproceso debe adquirir primero el bloqueo de escritura
exclusivo. No se permite adquirir un bloqueo de escritura
exclusivo hasta que se hayan liberado todos los bloqueos de
lectura.
■
Las variables de condiciones bloquean los subprocesos
hasta que una condición concreta tenga el valor true.
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Administración del sistema y los procesos
■
Los semáforos suelen coordinar el acceso a los recursos.
Limitan los subprocesos que pueden tener acceso a un
semáforo. Cuando se alcanza el límite, el subproceso que
intenta acceder al recurso se bloquea.
Sincronización
Los objetos de sincronización son variables en la memoria a las
que se accede como si fueran datos. Los subprocesos de
distintos procesos pueden comunicarse entre sí a través de los
objetos de sincronización que se encuentran en la memoria
compartida controlada por los subprocesos. Los subprocesos se
pueden comunicar entre sí aunque los subprocesos de distintos
procesos normalmente no se pueden ver entre sí. Los objetos de
sincronización también se pueden colocar en archivos. Los
objetos de sincronización pueden tener una vida útil más larga
que la del proceso que los crea.
En el árbol de código fuente, podemos utilizar OpenGrok para
buscar libthread, y el segundo resultado más importante se
encuentra en mutex.c, acompañado del siguiente extracto de
comentario de código:
Implementation of all threads interfaces between
ld.so.1 and libthread. In a non-threaded environment
all thread interfaces are vectored to noops. When
called via _ld_concurrency() from libthread these
vectors are reassigned to real threads interfaces.
Two models are supported:
TI_VERSION == 1 Under this model libthread provides
rw_rwlock/rw_unlock, through which we vector all
rt_mutex_lock/rt_mutex_unlock calls. Under
lib/libthread these interfaces provided
_sigon/_sigoff (unlike lwp/libthread that provided
signal blocking via bind_guard/bind_clear.
Módulo 6 • Conceptos de programación
87
Administración del sistema y los procesos
TI_VERSION == 2 Under this model only libthreads
bind_guard/bind_clear and thr_self interfaces are
used. Both libthreads block signals under the
bind_guard/bind_clear interfaces. Lower level locking
is derived from internally bound _lwp_ interfaces.
This removes recursive problems encountered when
obtaining locking interfaces from libthread. The use
of mutexes over reader/writer locks also enables the
use of condition variables for controlling thread
concurrency (allows access to objects only after
their .init has completed).
Ahora que ya conoce un poco mejor cómo se definen los
objetos de sincronización en la programación de subprocesos
múltiples, veremos cómo se pueden administrar estos objetos
mediante el uso de clases de planificación.
Planificación de la CPU
Los procesos se ejecutan en una clase de planificación con una
política de planificación independiente para cada clase, del
modo siguiente:
88
■
Realtime (RT): la clase de planificación de mayor prioridad
ofrece una política para los procesos que requieren una
respuesta rápida y un control absoluto por parte del usuario,
o la aplicación de las prioridades de planificación. La
planificación en tiempo real RT se puede aplicar a un
proceso completo o a uno o más procesos ligeros (LWP) de
un proceso. Para utilizar la clase Realtime, es necesario tener
el privilegio proc_priocntl. Consulte la página del
comando man privileges(5) para obtener más
información.
■
System (SYS): es la clase de planificación de prioridad
media; no se puede aplicar a un proceso del usuario.
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Administración del sistema y los procesos
■
Timeshare (TS): es la clase de planificación de prioridad
menor; viene configurada de forma predeterminada. La
política TS distribuye el recurso de procesamiento de forma
equitativa entre los procesos con distintas características de
consumo de CPU. Otras partes del núcleo pueden
monopolizar el procesador durante breves intervalos de
tiempo, sin afectar al tiempo de respuesta que obtiene el
usuario.
■
Inter-Active (IA): la política IA distribuye el recurso de
procesamiento de forma equitativa entre los procesos con
distintas características de consumo de la CPU, a la vez que
ofrece una gran capacidad de respuesta para la interacción
con el usuario.
■
Fair Share (FSS): la política FSS distribuye el recurso de
procesamiento de forma equitativa entre los proyectos, al
margen del número de procesos que tengan, especificando
shares para controlar la asignación de procesos a los
recursos de la CPU. Se recuerda el uso de los recursos, de
modo que la asignación se reduce en caso de un uso elevado
y se aumenta si el uso es reducido con respecto a otros
proyectos.
■
Fixed-Priority (FX): es una política de planificación
preventiva de prioridad fija para los procesos que requieren
que el sistema no ajuste dinámicamente las prioridades de
planificación sino que sea el usuario o la aplicación quienes
tienen el control de las mismas. Esta clase es un punto de
partida útil para controlar las políticas de asignación de
CPU.
Se mantiene una clase de planificación para cada proceso ligero
(LWP). Los subprocesos tienen la clase de planificación y la
prioridad de sus LWP subyacentes. Cada LWP de un proceso
puede tener una clase de planificación y una prioridad únicas
visibles al núcleo. Las prioridades de los subprocesos regulan la
contención de los objetos de sincronización.
Módulo 6 • Conceptos de programación
89
Administración del sistema y los procesos
Las clases de planificación RT y TS llaman a priocntl(2) para
definir el nivel de prioridad de los procesos o de los LWP dentro
de un proceso. Si utilizamos OpenGrok para buscar priocntl
en la base de código, encontramos las variables que se utilizan
en las clases de planificación RT y TS en el archivo rtsched.c,
del modo siguiente:
27 #pragma ident
"@(#)rtsched.c
1.10
05/06/08 SMI"
28
29 #include "lint.h"
30 #include "thr_uberdata.h"
31 #include <sched.h>
32 #include <sys/priocntl.h>
33 #include <sys/rtpriocntl.h>
34 #include <sys/tspriocntl.h>
35 #include <sys/rt.h>
36 #include <sys/ts.h>
37
38 /*
39 * The following variables are used for caching information
40 * for priocntl TS and RT scheduling classs.
41 */
42 struct pcclass ts_class, rt_class;
43
44 static rtdpent_t *rt_dptbl;
/* RT class parameter table */
45 static int rt_rrmin;
46 static int rt_rrmax;
47 static int rt_fifomin;
48 static int rt_fifomax;
49 static int rt_othermin;
50 static int rt_othermax;
...
Si escribimos el comando man priocntl en una ventana del
terminal, se muestran los detalles de cada clase de planificación
y se describen los atributos y el uso. Por ejemplo:
% man priocntl
Reformatting page. Please Wait... done
90
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Administración del sistema y los procesos
User Commands
priocntl(1)
NAME
priocntl - display or set scheduling parameters of specified
process(es)
SYNOPSIS
priocntl -l
priocntl -d [-i idtype] [idlist]
priocntl -s [-c class] [ class-specific
i idtype] [idlist]
priocntl -e [-c class] [ class-specific
[argument(s)]
options]
[-
options] command
DESCRIPTION
The priocntl command displays or sets scheduling parameters
of the specified process(es). It can also be used to display
the current configuration information for the system’s process scheduler or execute a command with specified scheduling parameters.
Processes fall into distinct classes with a separate
scheduling policy applied to each class. The process classes
currently supported are the real-time class, time-sharing
class, interactive class, fair-share class, and the fixed
priority class. The characteristics of these classes and the
class-specific options they accept are described below in
the USAGE section under the headings Real-Time Class, TimeSharing Class, Inter-Active Class, Fair-Share Class, and
--More--(4%)
Módulo 6 • Conceptos de programación
91
Administración del sistema y los procesos
Descripción general del núcleo
Ahora que ya cuenta con un conocimiento avanzado de los
procesos, los subprocesos y la planificación, describiremos el
núcleo y las diferencias entre los módulos de núcleo y los
programas de usuario. El núcleo de Solaris:
■
Administra los recursos del sistema, incluidos los sistemas
de archivos, los procesos y los dispositivos físicos.
■
Ofrece a las aplicaciones servicios de sistema como la
administración de E/S, memoria virtual y planificación.
■
Coordina las interacciones de todos los procesos del usuario
y recursos del sistema.
■
Asigna prioridades y proporciona solicitudes de recursos e
interrupciones y excepciones de hardware.
■
Planifica y alterna subprocesos, asigna memoria e
intercambia procesos.
En la sección siguiente se abordan varias diferencias
importantes entre los módulos de núcleo y los programas de
usuario.
92
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Administración del sistema y los procesos
Diferencias de ejecución entre los módulos de
núcleo y los programas de usuario
Las siguientes características de los módulos de núcleo son
motivo de importantes diferencias entre la ejecución de los
módulos de núcleo y la de los programas de usuario:
■
Los módulos de núcleo tienen un espacio de dirección
independiente. Un módulo se ejecuta en un espacio de
núcleo. Una aplicación se ejecuta en un espacio de usuario.
El software del sistema está protegido de los programas de
usuario. El espacio de núcleo y el de usuario tienen sus
propios espacios de dirección de memoria.
■
Los módulos de núcleo tienen un mayor privilegio de
ejecución. El código que se ejecuta en espacio de núcleo
tiene un mayor privilegio que el que se ejecuta en espacio de
usuario.
■
Los módulos de núcleo no se ejecutan secuencialmente.
Un programa de usuario suele ejecutarse de forma
secuencial y lleva a cabo una única tarea de principio a fin.
Un módulo de núcleo no se ejecuta secuencialmente, y se
registra para dar respuesta a futuras solicitudes.
■
Los módulos de núcleo pueden interrumpirse. Más de un
proceso puede solicitar el módulo de núcleo de forma
simultánea. Por ejemplo, un control de interrupción puede
solicitar el módulo de núcleo al mismo tiempo que dicho
módulo está respondiendo a una llamada del sistema. En un
sistema de multiprocesador simétrico (SMP), el módulo de
núcleo puede ejecutar una o más CPU de forma simultánea.
■
Los módulos de núcleo deben ser previsibles. No puede
suponer que el código del módulo de núcleo es seguro sólo
porque el código del controlador no se bloquea. Configure
el controlador para que pueda preverse el comportamiento
del módulo.
Módulo 6 • Conceptos de programación
93
Administración del sistema y los procesos
■
Los módulos de núcleo pueden compartir datos. No es
necesario que los diferentes subprocesos de un programa de
aplicación compartan los datos. Las rutinas y estructuras de
datos que constituyen un controlador son comunes a todos
los subprocesos que utilizan el controlador. El controlador
debe poder resolver los problemas de contención derivados
de múltiples solicitudes. Diseñe cuidadosamente las
estructuras de datos del controlador para mantener
separados los diferentes subprocesos de ejecución.
Diferencias estructurales entre los módulos de
núcleo y los programas de usuario
Las siguientes características de los módulos de núcleo son
motivo de importantes diferencias entre la estructura de los
módulos de núcleo y la de los programas de usuario:
94
■
Los módulos de núcleo no definen un programa
principal. Estos módulos, incluidos los controladores de
dispositivos, no tienen ninguna rutina main(). Los módulos
de núcleo son grupos de subrutinas y datos.
■
Los módulos de núcleo sólo se vinculan con el núcleo. No
se vinculan en las mismas bibliotecas en que se vinculan los
programas de usuario. Las únicas funciones a las que puede
llamar un módulo de núcleo son las que exporta el núcleo.
■
Los módulos de núcleo utilizan diferentes archivos de
encabezado. Los módulos de núcleo requieren un grupo
diferente de archivos de encabezado que el que necesitan los
programas de usuario. Los archivos de encabezado
necesarios se enumeran en la página del comando man de
cada función. Los módulos de núcleo pueden incluir
archivos de encabezado que comparten los programas de
usuario si las interfaces de usuario y núcleo dentro de dichos
archivos de encabezado compartidos se definen
condicionalmente utilizando la macro _KERNEL.
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Administración del sistema y los procesos
■
Los módulos de núcleo deben evitar las variables globales.
Evitar las variables globales en los módulos de núcleo es
incluso más importante que evitar las variables globales en
los programas de usuario. Siempre que sea posible, declare
los símbolos como static. Cuando deba utilizar símbolos
globales, asígneles un prefijo que sea exclusivo en el núcleo.
También se recomienda utilizar este prefijo para los
símbolos exclusivos del módulo.
■
Los módulos de núcleo se pueden personalizar según el
hardware. Pueden dedicar registros de proceso a roles
específicos. El código de núcleo se puede optimizar para un
procesador concreto. Asimismo, en OpenSolaris es posible
personalizar las bibliotecas para algunas de las plataformas
x86/x64 y UltraSPARC más recientes. Mientras que el
núcleo puede dedicar determinados registros a
determinados roles, es posible escribir código personalizado
para las bibliotecas de usuario y para las de núcleo.
■
Los módulos de núcleo se pueden cargar y descargar
según sea necesario. El grupo de subrutinas y datos que
componen un controlador de dispositivos se pueden
compilar en un único módulo cargable de código de objeto.
Este módulo cargable se puede vincular estática o
dinámicamente en el núcleo y desvincularlo de él. Puede
agregar funciones al núcleo mientras el sistema está
funcionando. Puede probar nuevas versiones del
controlador sin necesidad de reiniciar el sistema.
Depuración de procesos
La depuración de procesos en todos los niveles de la pila de
desarrollo constituye una parte principal de la escritura de los
módulos de núcleo.
Una búsqueda completa de libthread en OpenGrok genera los
siguientes comentarios de código en el archivo mdb_tdb.c que
Módulo 6 • Conceptos de programación
95
Administración del sistema y los procesos
describen la conexión entre la depuración de varios
subprocesos y el funcionamiento de mdb:
In order to properly debug multi-threaded programs,
the proc target must be able to query and modify
information such as a thread’s register set using
either the native LWP services provided by libproc (if
the process is not linked with libthread), or using
the services provided by libthread_db (if the process
is linked with libthread). Additionally, a process
may begin life as a single-threaded process and then
later dlopen() libthread, so we must be prepared to
switch modes on-the-fly. There are also two possible
libthread implementations (one in /usr/lib and one in
/usr/lib/lwp) so we cannot link mdb against
libthread_db directly; instead, we must dlopen the
appropriate libthread_db on-the-fly based on which
libthread.so the victim process has open. Finally,
mdb is designed so that multiple targets can be active
simultaneously, so we could even have *both*
libthread_db’s open at the same time. This might
happen if you were looking at two multi-threaded user
processes inside of a crash dump, one using
/usr/lib/libthread.so and the other using
/usr/lib/lwp/libthread.so. To meet these
requirements, we implement a libthread_db "cache" in
this file. The proc target calls mdb_tdb_load() with
the pathname of a libthread_db to load, and if it is
not already open, we dlopen() it, look up the symbols
we need to reference, and fill in an ops vector which
we return to the caller. Once an object is loaded, we
don’t bother unloading it unless the entire cache is
explicitly flushed. This mechanism also has the nice
property that we don’t bother loading libthread_db
until we need it, so the debugger starts up faster.
96
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Administración del sistema y los procesos
Se pueden utilizar los siguientes comandos mdb para acceder a
los LWP de un programa de varios subprocesos:
■
$l Imprime el ID del LWP del subproceso representativo si
el destino es un proceso de usuario.
■
$L Imprime los ID de cada LWP del destino si dicho destino
es un proceso de usuario.
■
pid ::attach Se adjunta a los procesos utilizando el pid o el
ID de proceso.
■
::release Libera el archivo principal o proceso adjuntado
previamente. El proceso puede continuarse posteriormente
mediante prun(1) o reanudarse mediante la aplicación de
MDB u otro depurador.
■
dirección ::context Contexto pertinente al proceso
especificado. Estos comandos para definir puntos de
interrupción condicionales a menudo resultan de gran
utilidad.
■
[ addr ] ::bp [+/-dDestT] [-c cmd] [-n count] sym
... Define un punto de interrupción en las ubicaciones
especificadas.
■
addr ::delete [id | all] Elimina los especificadores de
eventos con el número de ID dado.
Los sondeos DTrace se construyen de modo similar a las
consultas MDB. Proseguiremos con los ejercicios prácticos de
DTrace y, a continuación, agregaremos MDB cuando la
depuración sea más compleja.
Módulo 6 • Conceptos de programación
97
98
7
M Ó D U L O
7
Introducción a DTrace
Objetivos
El objetivo de esta práctica es introducirle a DTrace utilizando una
secuencia de sondeo para una llamada de sistema con DTrace.
Recursos adicionales
■
■
Solaris Dynamic Tracing Guide. Sun Microsystems, Inc., 2007.
DTrace User Guide, Sun Microsystems, Inc., 2006
99
Activación de sondeos DTrace sencillos
Activación de sondeos DTrace sencillos
Al finalizar el ejercicio habrá adquirido conocimientos básicos
sobre los sondeos DTrace.
Resumen
En primer lugar, vamos a aprender el funcionamiento de
DTrace mediante la creación de varias solicitudes muy sencillas
con el sondeo denominado BEGIN, que se activa cada vez que
inicia una nueva solicitud de seguimiento. Puede utilizar la
opción n de -dtrace(1M) para activar un sondeo utilizando su
nombre de cadena.
100
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Activación de sondeos DTrace sencillos
Para activar un sondeo DTrace
sencillo
1 Abra una ventana de terminal.
2 Active el sondeo:
# dtrace -n BEGIN
Después de una breve pausa, dtrace indicará que se ha
habilitado un sondeo y verá una línea de salida que informará
de que se ha activado el sondeo BEGIN. Cuando vea esta salida,
dtrace permanece en estado de pausa, a la espera de que se
activen otros sondeos. Como no se ha habilitado ninguno de los
otros sondeos y BEGIN sólo se activa una vez, pulse Control+C
en la shell para salir de dtrace y volver al indicador de la shell:
3 Vuelva al indicador de la shell. Para ello, pulse Control+C:
# dtrace -n BEGIN
dtrace: description ’BEGIN’ matched 1 probe
CPU
ID
FUNCTION:NAME
0
1
:BEGIN
^C
#
La salida indica que se ha activado el sondeo con el nombre
BEGIN y tanto su nombre como el ID de entero, 1, se han
imprimido. De forma predeterminada, se muestra el nombre en
forma de entero de la CPU en que se activa este sondeo. En este
ejemplo, la columna de la CPU indica que el comando dtrace
se estaba ejecutando en la CPU 0 cuando se activó el sondeo.
Puede crear solicitudes de DTrace mediante números
arbitrarios de sondeos y acciones. Vamos a crear una solicitud
sencilla con dos sondeos agregando el sondeo END al comando
del ejemplo anterior. El sondeo END se activa una vez al
completar el seguimiento.
Módulo 7 • Introducción a DTrace
101
Activación de sondeos DTrace sencillos
4 Agregue el sondeo END:
# dtrace -n BEGIN -n END
dtrace: description ’BEGIN’ matched 1 probe
dtrace: description ’END’ matched 1 probe
CPU
ID
FUNCTION:NAME 0
^C
0
2
:END
#
1
:BEGIN
El sondeo END se activa una vez al completar el seguimiento.
Como puede observar, al pulsar Control+C para salir de
DTrace se activa el sondeo END. DTrace informa de la
activación de este sondeo antes de salir.
102
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Enumeración de sondeos rastreables
Enumeración de sondeos rastreables
El objetivo de este ejercicio es analizar los sondeos de forma
más detallada y mostrar la forma de enumerar los sondeos en
un sistema.
Resumen
En los ejemplos anteriores, hemos aprendido a utilizar dos
sencillos sondeos denominados BEGIN y END. Pero, ¿de dónde
proceden estos sondeos? Los sondeos DTrace provienen de un
conjunto de módulos del núcleo denominados proveedores;
cada uno de ellos realiza un tipo determinado de
instrumentación para crear sondeos. Por ejemplo, el proveedor
syscall ofrece sondeos en cada llamada del sistema; por su
parte, el proveedor fbt los ofrece en cada función del núcleo.
Al utilizar DTrace, a cada proveedor se le concede la
oportunidad de publicar los sondeos que puede proporcionar a
la estructura de DTrace. A continuación, puede habilitar y
enlazar las acciones de seguimiento a cualquiera de los sondeos
publicados.
Módulo 7 • Introducción a DTrace
103
Enumeración de sondeos rastreables
Para enumerar los sondeos
rastreables
1 Abra una ventana de terminal.
2 Escriba el siguiente comando:
# dtrace
Las opciones del comando dtrace se imprimen en la salida.
3 Escriba el comando dtrace con la opción -l:
# dtrace -l | more
ID PROVIDER
1
dtrace
2
dtrace
3
dtrace
4 lockstat
5 lockstat
6 lockstat
7 lockstat
--More--
MODULE
genunix
genunix
genunix
genunix
FUNCTION NAME
BEGIN
END
ERROR
mutex_enter adaptive-acquire
mutex_enter adaptive-block
mutex_enter adaptive-spin
mutex_exit adaptive-release
Se enumeran los sondeos disponibles en el sistema, que
incluyen los datos siguientes:
104
■
ID: ID interno del sondeo enumerado.
■
Proveedor: nombre del proveedor. Los proveedores se
utilizan para clasificar los sondeos. También es el método de
instrumentación.
■
Módulo: nombre del módulo de Unix o la biblioteca de
aplicación del sondeo.
■
Función: nombre de la función en la que se encuentra el
sondeo.
■
Nombre: nombre del sondeo.
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Enumeración de sondeos rastreables
4 Dirija el comando anterior a wc para buscar el número total de
sondeos en el sistema:
# dtrace -l | wc -l
30122
El número de sondeos del que tiene conocimiento el sistema se
enumera en la salida. El número varía según el tipo de sistema.
5 Agregue una de las opciones siguientes para filtrar la lista:
■
■
■
■
-P para el proveedor
-m para el módulo
-f para la función
-n para el nombre
Vea los siguientes ejemplos:
# dtrace -l -P lockstat
ID PROVIDER
MODULE
4 lockstat
genunix
5 lockstat
genunix
6 lockstat
genunix
7 lockstat
genunix
FUNCTION
mutex_enter
mutex_enter
mutex_enter
mutex_exit
NAME
adaptive-acquire
adaptive-block
adaptive-spin
adaptive-release
Sólo se enumeran en la salida los sondeos disponibles en el
proveedor lockstat.
# dtrace -l -m ufs
ID PROVIDER
15 sysinfo
16 sysinfo
356
fbt
MODULE
FUNCTION NAME
ufs
ufs_idle_free ufsinopage
ufs ufs_iget_internal ufsiget
ufs
allocg entry
Sólo se enumeran en la salida los sondeos del módulo UFS.
# dtrace -l -f open
ID PROVIDER
4 syscall
5 syscall
116 fbt
MODULE
genunix
Módulo 7 • Introducción a DTrace
FUNCTION
open
open
open
NAME
entry
return
entry
105
Enumeración de sondeos rastreables
117
fbt
genunix
open return
Sólo se enumeran los sondeos con el nombre de función open.
# dtrace -l -n start
ID PROVIDER
506
proc
2766
io
2768
io
5909
io
MODULE
unix
genunix
genunix
nfs
FUNCTION
lwp_rtt_initial
default_physio
aphysio
nfs4_bio
NAME
start
start
start
start
El comando anterior enumera todos los sondeos cuyo nombre
es start.
106
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Programación en D
Programación en D
Ahora que ya tiene conocimientos básicos sobre cómo asignar
un nombre a un sondeo, activarlo y enumerarlo, puede escribir
la versión de DTrace del primer programa general, "Hola,
mundo""
Resumen
En este ejercicio puede constatar que, además de la creación de
experimentos de DTrace en la línea de comandos, también
puede escribirlos en archivos de texto utilizando el lenguaje de
programación D.
Módulo 7 • Introducción a DTrace
107
Programación en D
Para escribir un programa DTrace
1 Abra una ventana de terminal.
2 En un editor de texto, cree un archivo llamado hello.d.
3 Escriba su primer programa de D:
BEGIN
{
trace("Hola mundo");
exit(0);
}
4 Guarde el archivo hello.d.
5 Ejecute el programa utilizando la opción -s de dtrace:
# dtrace -s hello.d
dtrace: script ’hello.d’ matched 1 probe
CPU
ID
FUNCTION:NAME
0
1
:BEGIN Hola, mundo
#
Como puede ver, dtrace imprimió el mismo resultado que
antes seguido del texto "Hola, mundo". A diferencia del ejemplo
anterior, no ha tenido que esperar ni pulsar Control+C. Estos
cambios son el resultado de las acciones especificadas en el
sondeo BEGIN de hello.d. Examinemos la estructura del
programa D con más detalle para comprender lo que ha
ocurrido.
108
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Programación en D
Discusión
Cada programa D está formado por una serie de cláusulas; cada
una de ellas describe uno o varios de los sondeos que se van a
habilitar, y una serie de acciones opcionales que se efectuarán
una vez activado el sondeo. Estas acciones se enumeran como
una serie de instrucciones entre llaves { } a continuación del
nombre del sondeo. Cada instrucción finaliza con un punto y
coma (;).
La primera instrucción utiliza la función trace() para indicar
que DTrace debe registrar el argumento especificado, la cadena
"Hola, mundo", al activarse el sondeo BEGIN y, a continuación,
imprimirse. La segunda instrucción utiliza la función exit()
para indicar que DTrace debe detener el seguimiento y salir del
comando dtrace.
DTrace proporciona un conjunto de funciones útiles, por
ejemplo trace() y exit(), a las que puede llamar en sus
programas D. Para llamar a una función, debe especificar su
nombre seguido de una lista de los argumentos entre
paréntesis. El conjunto completo de funciones de D se describe
en la Solaris Dynamic Tracing Guide.
De momento, si está familiarizado con el lenguaje de
programación C, quizá haya observado a partir del nombre y de
nuestros ejemplos que el lenguaje de programación D de
DTrace es muy similar a C y awk(1). De hecho, D se deriva de
un gran subconjunto de C combinado con un grupo especial de
funciones y variables que facilitan el seguimiento.
Si anteriormente ya ha escrito un programa en C, la mayor
parte de sus conocimientos podrán aplicarse en la creación de
programas de seguimiento en D. Por el contrario, aunque
nunca haya escrito ningún programa en C, el lenguaje D resulta
muy fácil de aprender. En primer lugar, por un momento
dejemos a un lado las reglas del lenguaje y examinemos cómo
Módulo 7 • Introducción a DTrace
109
Programación en D
funciona DTrace. Regresaremos más adelante al aprendizaje de
cómo crear programas en D más interesantes.
110
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
8
M Ó D U L O
8
Depuración de aplicaciones con
DTrace
Objetivos
El objetivo de este módulo es utilizar DTrace para supervisar los
eventos de las aplicaciones.
Recursos adicionales
Application Packaging Developer’s Guide. Sun Microsystems, Inc.,
2005.
111
Activación de los sondeos en modo de usuario
Activación de los sondeos en modo de
usuario
DTrace permite agregar sondeos dinámicamente a las
funciones de nivel de usuario. No es necesario volver a compilar
el código de usuario, ni se necesitan indicadores especiales ni
ningún reinicio. Los sondeos DTrace pueden activarse con sólo
llamar al proveedor.
Una descripción de sondeo tiene la siguiente sintaxis:
pid:mod:function:name
112
■
pid:
format pid processid (por ejemplo, pid5234)
■
mod:
nombre de la biblioteca o a.out (ejecutable)
■
function:
■
name:
entry para la entrada de funciones, y return para
el retorno de funciones
nombre de la función
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace con aplicaciones
Uso de DTrace con aplicaciones
En este ejercicio, aprenderá a utilizar DTrace en las aplicaciones
de usuario.
Resumen
Este ejercicio se basa en el uso de un ID de proceso en la
descripción del sondeo para hacer un seguimiento de la
aplicación asociada. La complejidad del procedimiento va
aumentando hasta el final del ejercicio; también aumenta la
cantidad y profundidad de la información sobre el
comportamiento de la aplicación que se genera.
Módulo 8 • Depuración de aplicaciones con DTrace
113
Uso de DTrace con aplicaciones
Para aplicar DTrace a gcalctool
1 En el menú Programas o Aplicaciones, inicie la calculadora.
2 Busque el ID del proceso que acaba de iniciar.
# pgrep gcalctool
8198
Este número es el ID del proceso calc, que denominaremos
procid.
3 Siga estos pasos para crear una secuencia en D que cuente la
cantidad de veces que se llama a cualquier función de la
herramienta gcalctool.
a. En un editor de texto, cree un archivo llamado proc_func.d.
b. Utilice pid$1:::entry como descriptor de sondeos.
$1 es el primer argumento que se obtiene al enviar la
secuencia, y el predicado se deja vacío.
c. En la sección de acción, agregue un elemento para contar la
cantidad de veces que se llama a la función mediante la
instrucción agregada @[probefunc]=count().
pid$1:::entry
{
@[probefunc]=count();
}
d. Ejecute la secuencia que acaba de escribir.
# dtrace -qs proc_func.d procid
Sustituya procid con el ID de proceso de gcalctool
e. Realice un cálculo con la calculadora.
114
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace con aplicaciones
f. Pulse Control+C en la ventana en que ejecutó la secuencia
en D.
Nota – La secuencia de DTrace obtiene los datos y espera a que el
usuario detenga la obtención pulsando Control+C. Si no
necesita imprimir la agregación obtenida, DTrace la imprimirá
automáticamente.
4 A continuación, modifique la secuencia para que solamente
cuente las funciones de la biblioteca libc.
a. Copie proc_func.d en proc_libc.d.
b. Modifique la descripción del sondeo del archivo
proc_libc.d y cámbiela a:
pid$1:libc::entry
c. La nueva secuencia debe tener el aspecto siguiente:
pid$1:libc::entry
{
}
@[probefunc]=count();
5 A continuación, ejecute la secuencia.
# dtrace -qs proc_libc.d procid
Sustituya procid con el ID de proceso de gcalctool
a. Realice un cálculo con la calculadora.
b. Pulse Control+C en la ventana en que ejecutó la secuencia
en D para ver la salida.
Módulo 8 • Depuración de aplicaciones con DTrace
115
Uso de DTrace con aplicaciones
6 Por último, modifique la secuencia para averiguar el tiempo que
se ha destinado a cada función.
a. Cree un archivo y asígnele el nombre func_time.d.
Utilizaremos dos descripciones de sondeo en func_time.d.
b. Escriba el primer sondeo del siguiente modo:
pid$1:::entry
c. Escriba el segundo del siguiente modo:
pid$1:::return
d. En la sección de acción del primer sondeo, guarde
timestamp en la variable ts.
La indicación de hora es un elemento integrado de DTrace
que cuenta el número de nanosegundos desde un punto en
el pasado.
e. En la sección de acción del segundo sondeo, calcule los
nanosegundos que han transcurrido utilizando la
agregación siguiente:
@[probefunc]=sum(timestamp - ts)
f. La nueva secuencia func_time.d debe coincidir con la
siguiente:
pid$1:::entry
{
}
{
}
ts = timestamp;
pid$1:::return /ts/
@[probefunc]=sum(timestamp - ts);
7 Ejecute la nueva secuencia func_time.d:
# dtrace -qs func_time.d procid
116
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace con aplicaciones
Sustituya procid con el ID de proceso de gcalctool
a. Realice un cálculo con la calculadora.
b. Pulse Control+C en la ventana en que ejecutó la secuencia
en D para ver la salida.
^C
gdk_xid__equal
_XSetLastRequestRead
_XDeq
2468
2998
3092
...
La columna izquierda muestra el nombre de la función; la
derecha, el tiempo dedicado a dicha función. El tiempo se mide
en nanosegundos.
Módulo 8 • Depuración de aplicaciones con DTrace
117
118
9
M Ó D U L O
9
Depuración de aplicaciones C++
con DTrace
Objetivos
Los ejemplos de este módulo muestran el uso de DTrace para
diagnosticar errores de aplicación C++. Estos ejemplos también se
utilizan para comparar DTrace con otras herramientas de
depuración de aplicaciones, como Sun Studio 10 o mdb.
119
Uso de DTrace para perfilar y depurar un programa en C++
Uso de DTrace para perfilar y depurar un
programa en C++
Se creó el programa de muestra CCtest para mostrar un error
común a las aplicaciones en C++: la pérdida de memoria. En
muchos casos, la pérdida de memoria tiene lugar cuando se crea
un objeto, pero nunca se destruye, tal como ocurre con el
programa de este módulo.
Al depurar un programa en C++, el compilador puede
convertir algunos nombres de C++ en cadenas mezcladas de
dígitos y caracteres apenas inteligibles. Esta mezcla del nombre
es un detalle de implementación necesario para admitir la
sobrecarga de funciones de C++, proporcionar nombres
externos válidos para las funciones de C++ que incluyen
caracteres especiales, y distinguir las instancias del mismo
nombre declaradas en distintos espacios de nombres y clases.
Por ejemplo, el uso de nm para extraer la tabla de símbolos de un
programa de muestra llamado CCtest produce el resultado
siguiente:
# /usr/ccs/bin/nm
...
[61] | 134549248|
[85] | 134549301|
[76] | 134549136|
[62] | 134549173|
[64] | 134549136|
[89] | 134549173|
[80] | 134616000|
[91] | 134549348|
...
120
CCtest
53|FUNC
47|FUNC
37|FUNC
71|FUNC
37|FUNC
71|FUNC
16|OBJT
16|FUNC
|GLOB
|GLOB
|GLOB
|GLOB
|GLOB
|GLOB
|GLOB
|GLOB
|0
|0
|0
|0
|0
|0
|0
|0
|9
|9
|9
|9
|9
|9
|18
|9
|__1cJTestClass2T5B6M_v_
|__1cJTestClass2T6M_v_
|__1cJTestClass2t5B6M_v_
|__1cJTestClass2t5B6Mpc_v_
|__1cJTestClass2t6M_v_
|__1cJTestClass2t6Mpc_v_
|__1cJTestClassG__vtbl_
|__1cJTestClassJClassName6kM_pc_
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace para perfilar y depurar un programa en C++
Nota – El código fuente y el archivo MAKE de CCtest se
incluyen al final de este módulo.
A partir de esta salida, puede suponer correctamente que una
serie de estos símbolos mezclados se asocia con una clase
denominada TestClass, pero no puede determinar fácilmente
si estos símbolos se asocian con constructores, destructores o
funciones de clase.
El compilador de Sun Studio incluye las tres utilidades
siguientes, que sirven para traducir los símbolos mezclados a
sus equivalentes en C++: nm -C, dem, and c++filt.
Nota – Aquí se utiliza el software Sun Studio 10, pero los
ejemplos se han probado con Sun Studio 9 y 10.
Si la aplicación en C++ se ha compilado con gcc/g++, también
cuenta con la posibilidad de volver a componer la aplicación.
Además de c++filt, que reconoce los nombres mezclados de
Sun Studio y GNU, el código abierto gc++filt encontrado en
/usr/sfw/bin se puede utilizar para volver a componer los
símbolos de la aplicación en g++.
Ejemplos: Símbolos de Sun Studio sin c++filt:
# nm
[65]
[56]
[92]
...
CCtest | grep TestClass
| 134549280| 37|FUNC |GLOB |0 |9 |__1cJTestClass2t6M_v_
| 134549352| 54|FUNC |GLOB |0 |9 |__1cJTestClass2t6Mi_v_
| 134549317| 35|FUNC |GLOB |0 |9 |__1cJTestClass2t6Mpc_v_
Símbolos de Sun Studio con c++filt:
# nm CCtest | grep TestClass | c++filt
[65] | 134549280| 37|FUNC |GLOB |0 |9 |TestClass::TestClass()
Módulo 9 • Depuración de aplicaciones C++ con DTrace
121
Uso de DTrace para perfilar y depurar un programa en C++
[56] | 134549352| 54|FUNC |GLOB |0 |9 |TestClass::TestClass(int)
[92] | 134549317| 35|FUNC |GLOB |0 |9 |TestClass::TestClass(char*)
...
Símbolos de g++ sin gc++filt:
[86] | 134550070| 41|FUNC |GLOB |0 |12 |_ZN9TestClassC1EPc
[110] | 134550180| 68|FUNC |GLOB |0 |12 |_ZN9TestClassC1Ei
[114] | 134549984| 43|FUNC |GLOB |0 |12 |_ZN9TestClassC1Ev
...
Símbolos de g++ con gc++filt:
# nm gCCtest | grep TestClass | gc++filt
[86] | 134550070| 41|FUNC |GLOB |0 |12 |TestClass::TestClass(char*)
[110] | 134550180| 68|FUNC |GLOB |0 |12 |TestClass::TestClass(int)
[114] | 134549984| 43|FUNC |GLOB |0 |12 |TestClass::TestClass()
...
Y, finalmente, símbolos con nm -C:
[64] | 134549344| 71|FUNC |GLOB |0 |9 |TestClass::TestClass()
[__1cJTestClass2t6M_v_]
[87] | 134549424| 70|FUNC |GLOB |0 |9 |TestClass::TestClass(const char*)
[__1cJTestClass2t6Mpkc_v_]
[57] | 134549504| 95|FUNC |GLOB |0 |9 |TestClass::TestClass(int)
[__1cJTestClass2t6Mi_v_]
Esta información permite crear una secuencia de DTrace para
agregar en las llamadas a objetos asociadas con nuestro
programa de prueba. Podemos utilizar el proveedor pid de
DTrace para activar los sondeos asociados con nuestros
símbolos en C++ mezclados.
Para probar la teoría de constructor/destructor, empezaremos
efectuando los siguientes recuentos:
■
■
122
El número de objetos creados -- llamadas a new()
El número de objetos destruidos --llamadas a delete()
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace para perfilar y depurar un programa en C++
Utilice la siguiente secuencia para extraer los símbolos que
corresponden a las funciones new() y delete() del programa
CCtest:
# dem ‘nm CCtest | awk -F\| ’{ print $NF; }’‘ | egrep "new|delete"
__1c2k6Fpv_v_ == void operator delete(void*)
__1c2n6FI_pv_ == void*operator new(unsigned)
La secuencia de DTrace correspondiente se utiliza para activar
los sondeos en new() y delete() (guardado como CCagg.d):
#!/usr/sbin/dtrace -s
pid$1::__1c2n6FI_pv_:
{
@n[probefunc] = count();
}
pid$1::__1c2k6Fpv_v_:
{
@d[probefunc] = count();
}
END
{
printa(@n);
printa(@d);
}
Inicie el programa CCtest en una ventana; a continuación,
ejecute la secuencia que acaba de crear en otra ventana, del
modo siguiente:
# dtrace -s ./CCagg.d ‘pgrep CCtest‘ | c++filt
La salida de DTrace se dirige a través de c++filt para volver a
componer los símbolos de C++, tomando en consideración la
siguiente advertencia.
Módulo 9 • Depuración de aplicaciones C++ con DTrace
123
Uso de DTrace para perfilar y depurar un programa en C++
Precaución – No puede salir de la secuencia de DTrace con ^C,
como lo haría normalmente, porque c++filt se podría
desconectar junto con DTrace y no se obtendría ninguna salida.
Para ver la salida de este comando, vaya a otra ventana del
sistema y escriba:
# pkill dtrace
Utilice esta secuencia de pasos para el resto de los ejercicios:
Ventana 1:
# ./CCtest
Ventana 2:
# dtrace -s scriptname | c++filt
Ventana 3:
# pkill dtrace
La salida de la secuencia de agregación de la ventana 2 debería
tener el siguiente formato:
void*operator new(unsigned)
void operator delete(void*)
12
8
Quizá estemos en lo cierto al afirmar que estamos creando más
objetos de que los borramos.
A continuación, comprobaremos las direcciones de memoria
de los objetos e intentaremos hacer coincidir las instancias de
new() y delete(). Las variables del argumento DTrace se
utilizan para mostrar las direcciones asociadas con los objetos.
Como el valor de retorno de new() contiene un puntero al
objeto, veremos el mismo valor de puntero que arg0 en la
124
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace para perfilar y depurar un programa en C++
llamada a delete(). Tras haber realizado una ligera
modificación en nuestra secuencia inicial, a continuación se
presenta la siguiente secuencia, denominada CCaddr.d:
#!/usr/sbin/dtrace -s
#pragma D option quiet
/*
__1c2k6Fpv_v_ == void operator delete(void*)
__1c2n6FI_pv_ == void*operator new(unsigned)
*/
/* return from new() */
pid$1::__1c2n6FI_pv_:return
{
printf("%s: %x\n", probefunc, arg1);
}
/* call to delete() */
pid$1::__1c2k6Fpv_v_:entry
{
printf("%s: %x\n", probefunc, arg0);
}
Ejecute esta secuencia:
# dtrace -s ./CCaddr.d ‘pgrep CCtest‘ | c++filt
Espere unos instantes y escriba lo siguiente en la ventana 3:
# pkill dtrace
Nuestra salida parece un patrón de repetición de tres llamadas a
new() y dos llamadas a delete():
void*operator
void*operator
void*operator
void operator
void operator
new(unsigned):
new(unsigned):
new(unsigned):
delete(void*):
delete(void*):
809e480
8068a70
809e4a0
8068a70
809e4a0
Módulo 9 • Depuración de aplicaciones C++ con DTrace
125
Uso de DTrace para perfilar y depurar un programa en C++
Al examinar la salida que se repite, puede verse un patrón.
Parece que el primer new() del patrón de repetición no tiene
ninguna llamada correspondiente a delete(). Llegados a este
punto, hemos identificado el origen de la pérdida de memoria.
Continuemos con DTrace para ver qué más puede obtenerse de
esta información. Todavía no conocemos el tipo de clase
asociada con el objeto creado en la dirección 809e480. La
inclusión de una llamada a ustack() en la entrada a new() es
una pista. A continuación se incluye la modificación a nuestra
secuencia anterior, que ahora se denomina CCstack.d:
#!/usr/sbin/dtrace -s
#pragma D option quiet
/*
__1c2k6Fpv_v_ == void operator delete(void*)
__1c2n6FI_pv_ == void*operator new(unsigned)
*/
pid$1::__1c2n6FI_pv_:entry
{
ustack();
}
pid$1::__1c2n6FI_pv_:return
{
printf("%s: %x\n", probefunc, arg1);
}
pid$1::__1c2k6Fpv_v_:entry
{
printf("%s: %x\n", probefunc, arg0);
}
Ejecute CCstack.d en la ventana 2 y escriba pkilldtrace en la
ventana 3 para imprimir la salida siguiente:
# dtrace -s ./CCstack.d ‘pgrep CCtest‘ | c++filt
126
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace para perfilar y depurar un programa en C++
libCrun.so.1‘void*operator new(unsigned)
CCtest‘main+0x19
CCtest‘0x8050cda
void*operator new(unsigned): 80a2bd0
libCrun.so.1‘void*operator new(unsigned)
CCtest‘main+0x57
CCtest‘0x8050cda
void*operator new(unsigned): 8068a70
libCrun.so.1‘void*operator new(unsigned)
CCtest‘main+0x9a
CCtest‘0x8050cda
void*operator new(unsigned): 80a2bf0
void operator delete(void*): 8068a70
void operator delete(void*): 80a2bf0
Los datos ustack() indican que se llama a new() desde
main+0x19, main+0x57 y main+0x9a. Nos interesa el objeto
asociado con la primera llamada a new(), en main+0x19.
Con el fin de determinar el tipo de constructor al que se llama
en main+0x19, podemos utilizar mdb del modo siguiente:
# gcore ‘pgrep CCtest‘
gcore: core.1478 dumped
# mdb core.1478
Loading modules: [ libc.so.1 ld.so.1 ]
> main::dis
main:
pushl %ebp
main+1:
movl %esp,%ebp
main+3:
subl $0x38,%esp
main+6:
movl %esp,-0x2c(%ebp)
main+9:
movl %ebx,-0x30(%ebp)
main+0xc:
movl %esi,-0x34(%ebp)
main+0xf:
movl %edi,-0x38(%ebp)
main+0x12:
pushl $0x8
main+0x14:
call -0x2e4 <PLT=libCrun.so.1‘__1c2n6FI_pv_>
Módulo 9 • Depuración de aplicaciones C++ con DTrace
127
Uso de DTrace para perfilar y depurar un programa en C++
main+0x19:
main+0x1c:
main+0x1f:
main+0x22:
main+0x23:
...
addl
movl
movl
pushl
call
$0x4,%esp
%eax,-0x10(%ebp)
-0x10(%ebp),%eax
%eax
+0x1d5 <__1cJTestClass2t5B6M_v_>
El constructor recibe el nombre de la llamada al nuevo desfase
main+0x23. De este modo, hemos identificado una llamada al
constructor __1cJTestClass2t5B6M_v_ que nunca se destruye.
El uso de dem para volver a componer este símbolo produce:
# dem __1cJTestClass2t5B6M_v_
__1cJTestClass2t5B6M_v_ == TestClass::TestClass #Nvariant 1()
Una llamada a la nueva TestClass() de main+0x19 es la causa
de la pérdida de memoria. Al examinar el archivo de origen
CCtest.cc, encontramos:
...
t = new TestClass();
cout << t->ClassName();
t = new TestClass((const char *)"Hello.");
cout << t->ClassName();
tt = new TestClass((const char *)"Goodbye.");
cout << tt->ClassName();
delete(t);
delete(tt);
...
El primer uso de la variable t = new TestClass(); lo
sobrescribe el segundo uso: t = new TestClass((const char
*)"Hello.");. Se ha identificado la pérdida de memoria y se
puede implementar una corrección.
128
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace para perfilar y depurar un programa en C++
El proveedor pid de DTrace permite activar un sondeo en
cualquier instrucción asociada con un proceso que se esté
examinando. Este ejemplo pretende modelizar el enfoque de
DTrace para la depuración de procesos interactivos. Las
funciones de DTrace utilizadas en este ejemplo son:
agregaciones, visualización de valores de retorno y argumentos
de funciones, y visualización de la pila de llamadas del usuario.
Se han utilizado los comandos dem y c++filt del software Sun
Studio y gc++filt en gcc para extraer los sondeos de funciones
de la tabla de símbolos del programa y mostrar la salida de
DTrace en un formato compatible con el origen. Archivos de
origen creados para este ejemplo:
EJEMPLO 9–1
TestClass.h
class TestClass
{
public:
TestClass();
TestClass(const char *name);
TestClass(int i);
virtual ~TestClass();
virtual char *ClassName() const;
private:
char *str;
};
TestClass.cc:
#include
#include
#include
#include
#include
<stdio.h>
<string.h>
<stdlib.h>
<unistd.h>
"TestClass.h"
TestClass::TestClass() {
str=strdup("empty.");
}
Módulo 9 • Depuración de aplicaciones C++ con DTrace
129
Uso de DTrace para perfilar y depurar un programa en C++
EJEMPLO 9–1
TestClass.h
(Continuación)
TestClass::TestClass(const char *name) {
str=strdup(name);
}
TestClass::TestClass(int i) {
str=(char *)malloc(128);
sprintf(str, "Integer = %d", i);
}
TestClass::~TestClass() {
if ( str )
free(str);
}
char *TestClass::ClassName() const {
return str;
}
EJEMPLO 9–2
#include
#include
#include
#include
#include
CCtest.cc
<iostream.h>
<stdio.h>
<stdlib.h>
<unistd.h>
"TestClass.h"
int main(int argc, char **argv)
{
TestClass *t;
TestClass *tt;
while (1) {
t = new TestClass();
cout << t->ClassName();
t = new TestClass((const char *)"Hello.");
130
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace para perfilar y depurar un programa en C++
EJEMPLO 9–2
CCtest.cc
(Continuación)
cout << t->ClassName();
tt = new TestClass((const char *)"Goodbye.");
cout << tt->ClassName();
delete(t);
delete(tt);
sleep(1);
}
}
EJEMPLO 9–3
Archivo MAKE
OBJS=CCtest.o TestClass.o
PROGS=CCtest
CC=CC
all: $(PROGS)
echo "Done."
clean:
rm $(OBJS) $(PROGS)
CCtest: $(OBJS)
$(CC) -o CCtest $(OBJS)
.cc.o:
$(CC) $(CFLAGS) -c $<
Módulo 9 • Depuración de aplicaciones C++ con DTrace
131
132
10
M Ó D U L O
1 0
Gestión de memoria con DTrace
y MDB
Objetivos
En este módulo utilizaremos lo que ha aprendido sobre el uso de
DTrace para observar los procesos examinando un fallo de página.
A continuación, incorporaremos depuración de bajo nivel con
MDB para localizar el problema en el código.
Recursos adicionales
Solaris Modular Debugger Guide Sun Microsystems, Inc., 2007.
133
Gestión de memoria del software
Gestión de memoria del software
La gestión de memoria de OpenSolaris utiliza estructuras de
software denominadas segmentos para gestionar la memoria
virtual de los procesos, así como el núcleo. La mayoría de las
estructuras de datos del software de gestión de memoria se
definen en /usr/include/vm/*.h. En este módulo,
examinaremos el código y las estructuras de datos que se
utilizan para controlar los fallos de las páginas.
134
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace y MDB para examinar la memoria virtual
Uso de DTrace y MDB para examinar la
memoria virtual
El objetivo de este ejercicio es examinar un fallo de página con
DTrace y MDB.
Resumen
Empezaremos con una secuencia de DTrace para rastrear las
acciones de un único fallo de página de un proceso concreto. La
secuencia imprime la dirección virtual del usuario que provoca
el fallo; a continuación, rastrea cada una de las funciones a las
que se llama desde el momento del fallo hasta que se devuelve el
control del fallo de la página. Utilizaremos la salida de la
secuencia para determinar el código fuente que se debe
examinar para obtener más información.
Nota – En este módulo, hemos agregado texto a la salida de
código extensiva para guiar el ejercicio. Busque el símbolo
<---- para localizar el texto asociado en la salida.
Módulo 10 • Gestión de memoria con DTrace y MDB
135
Uso de DTrace y MDB para examinar la memoria virtual
Uso de DTrace en un fallo de página
para un proceso único
1 Abra una ventana de terminal.
2 Cree un archivo llamado pagefault.d con la secuencia
siguiente:
#!/usr/sbin/dtrace -s
#pragma D option flowindent
pagefault:entry
/execname == $$1/
{
printf("fault occurred on address = %p\n", args[0]);
self->in = 1;
}
pagefault:return
/self->in == 1/
{
self->in = 0;
exit(0);
}
entry
/self->in == 1/
{
}
return
/self->in == 1/
{
}
3 Ejecute la secuencia en Mozilla.
136
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace y MDB para examinar la memoria virtual
Nota – Debe especificar mozilla-bin como nombre del
ejecutable, ya que mozilla no coincide exactamente con el
nombre. Se activan las afirmaciones, de modo que verá varias
llamadas a, por ejemplo, mutex_owner(), que sólo se utiliza con
ASSERT(). Las afirmaciones se activan sólo para los núcleos de
depuración.
# ./pagefault.d mozilla-bin
dtrace: script ’./pagefault.d’ matched 42626 probes
CPU FUNCTION
0 -> pagefault
fault occurred on address = fb985ea2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
| pagefault:entry <-- i86pc/vm/vm_machdep.c or sun4/vm/vm_dep.c
-> as_fault <-- generic address space fault common/vm/vm_as.c
-> as_segat
-> avl_find <-- segments are in AVL tree
-> as_segcompar
<-- search segments for segment
<- as_segcompar
<-- containing fault address
-> as_segcompar
<-- common/vm/vm_as.c
<- as_segcompar
-> as_segcompar
<- as_segcompar
-> as_segcompar
<- as_segcompar
-> as_segcompar
<- as_segcompar
-> as_segcompar
<- as_segcompar
-> as_segcompar
<- as_segcompar
-> as_segcompar
<- as_segcompar
<- avl_find
<- as_segat
-> segvn_fault<-- segment containing fault is found, (not SEGV)
<-- common/vm/seg_vn.c
-> hat_probe <-- look for page table entry for page
Módulo 10 • Gestión de memoria con DTrace y MDB
137
Uso de DTrace y MDB para examinar la memoria virtual
0
0
0
0
0
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0
0
0
138
<-- i86pc/vm/hat_i86.c or sfmmu/vm/hat_sfmmu.c
-> htable_getpage <-- page tables are hashed on x86
-> htable_getpte <-- i86pc/vm/htable.c
-> htable_lookup
<- htable_lookup
-> htable_va2entry
<- htable_va2entry
-> x86pte_get <-- return a page table entry
-> x86pte_access_pagetable
-> hat_kpm_pfn2va
<- hat_kpm_pfn2va
<- x86pte_access_pagetable
-> x86pte_release_pagetable
<- x86pte_release_pagetable
<- x86pte_get
<- htable_getpte
<- htable_getpage
-> htable_release
<- htable_release
<- hat_probe
-> fop_getpage <-- file operation to retrieve page(s)
-> ufs_getpage<--file in ufs fs(common/fs/ufs/ufs_vnops.c)
-> bmap_has_holes <-- check for sparse file
<- bmap_has_holes
-> page_lookup
<-- check for page already in memory
-> page_lookup_create <-- common/vm/vm_page.c
<- page_lookup_create <-- create page if needed
<- page_lookup
-> ufs_getpage_miss <-- page wasn’t in memory
-> bmap_read <-- get block number of page from inode
-> bread_common
-> getblk_common
<- getblk_common
<- bread_common
<- bmap_read
-> pvn_read_kluster <-- read pages (common/vm/vm_pvn.c)
-> page_create_va <-- create some pages
<- page_create_va
-> segvn_kluster
<- segvn_kluster
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace y MDB para examinar la memoria virtual
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0
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0
0
0
<- pvn_read_kluster
-> pageio_setup <-- setup page(s) for io common/os/bio.c
<- pageio_setup
-> lufs_read_strategy <-- logged ufs read
-> bdev_strategy <-- read device common/os/driver.c
-> cmdkstrategy <-- common disk driver (cmdk(7D))
<-- common/io/dktp/disk/cmdk.c
-> dadk_strategy <-- direct attached disk (dad(7D))
<-- for ide disks(common/io/dktp/dcdev/dadk.c)
<-- driver sets up dma and starts page in
<- dadk_strategy
<- cmdkstrategy
<- bdev_strategy
-> biowait <-- wait for pagein complete common/os/bio.c
-> sema_p <-- wakeup sema_v from completion interrupt
-> swtch <-- let someone else run(common/disp/disp.c)
-> disp <-- dispatch to next thread to run
<- disp
-> resume <-- actual switching occurs here
<-- intel/ia32/ml/swtch.s
-> savectx <-- save old context
<- savectx
<-- someone else is running here...
-> restorectx <-- restore context (we’re awakened)
<- restorectx
<- resume
<- swtch
<- sema_p
<- biowait
-> pageio_done <-- undo pageio_setup
<- pageio_done
-> pvn_plist_init
<- pvn_plist_init
<- ufs_getpage_miss <-- page is in memory
<- ufs_getpage
<- fop_getpage
-> segvn_faultpage <-- call hat to load pte(s) for page(s)
-> hat_memload
-> page_pptonum <-- get page frame number
<- page_pptonum
Módulo 10 • Gestión de memoria con DTrace y MDB
139
Uso de DTrace y MDB para examinar la memoria virtual
0
0
0
0
0
0
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0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
-> hati_mkpte
<-- build page table entry
<- hati_mkpte
-> hati_pte_map <-- locate entry in page table
-> x86_hm_enter
<- x86_hm_enter
-> hment_prepare
<- hment_prepare
-> x86pte_set <-- fill in pte into page table
-> x86pte_access_pagetable
-> hat_kpm_pfn2va
<- hat_kpm_pfn2va
<- x86pte_access_pagetable
-> x86pte_release_pagetable
<- x86pte_release_pagetable
<- x86pte_set
-> hment_assign
<- hment_assign
-> x86_hm_exit
<- x86_hm_exit
<- hati_pte_map
<- hat_memload
<- segvn_faultpage
<- segvn_fault
<- as_fault
<- pagefault
#
Tenga en cuenta que la salida anterior se ha reducido. En un
nivel más elevado, ha ocurrido lo siguiente con el fallo de
página:
140
■
Se llama a la rutina pagefault() para controlar los fallos de
página.
■
La rutina pagefault() llama a as_fault() para controlar
los fallos de un espacio de dirección específico.
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace y MDB para examinar la memoria virtual
■
as_fault() recorre el árbol AVL de estructuras seg en
busca de un segmento que contenga la dirección con el fallo.
Si no lo encuentra, se envía al proceso la señal SIGSEGV
(violación de segmentación).
■
Si se encuentra, se llama a un control de fallos específico del
segmento. Para la mayoría de los segmentos, es
segvn_fault().
■
segvn_fault() busca la página con el fallo que ya esté en la
memoria. Si la página ya existe pero se ha liberado, se
excluye de la lista libre. Si la página no existe aún, es
necesario asignarla. En este caso, la página no se encuentra
todavía en la memoria, de modo que se llama a
ufs_getpage().
■
ufs_getpage() busca los números de bloque de las páginas
del sistema de archivos llamando a bmap_read().
■
A continuación, se llama a una rutina de estrategia del
controlador de dispositivos. Consulte strategy(9E) para
ver una descripción general de las tareas que lleva a cabo la
rutina de estrategia.
■
Mientras se lee la página, se bloquea el subproceso que
genera el fallo de página (se apaga) mediante una llamada a
swtch(). En este punto, se ejecutan otros subprocesos.
■
Una vez completada la E/S de paginación, el control de
interrupción del controlador del disco activa el subproceso
mozilla-bin bloqueado.
■
El controlador del disco devuelve segvn_fault() a través
del código del sistema de archivos.
■
A continuación, segvn_fault() llama a
segvn_faultpage().
■
segvn_faultpage() llama a la capa HAT (Hardware
Address Translation) para cargar la tabla de página
entry(s) (PTE) para la página.
Módulo 10 • Gestión de memoria con DTrace y MDB
141
Uso de DTrace y MDB para examinar la memoria virtual
■
En este punto, la dirección virtual que ha ocasionado el fallo
de página debe asignarse a una página física válida. Cuando
se devuelve pagefault(), se volverá a intentar la
instrucción que causa el fallo de página, que ahora deberá
llevarse a cabo correctamente.
4 Utilice mdb para examinar las estructuras de datos del núcleo y
localice la página de la memoria física que corresponde al fallo
de la forma que se indica a continuación:
a. Abra una ventana de terminal.
b. Busque el número de segmentos que utiliza Mozilla
mediante pmap:
# pmap -x ‘pgrep mozilla-bin‘ | wc
368
2730 23105
#
El resultado muestra que hay 368 segmentos.
Nota – La búsqueda del segmento que contiene la dirección
del fallo ha encontrado el segmento correcto después de 8
segmentos. Consulte las llamadas a as_segcompar en la
salida de DTrace más arriba. El uso del árbol AVL acorta la
búsqueda.
c. Utilice mdb para localizar el segmento que contiene la
dirección del fallo.
Nota – Si desea continuar, puede utilizar: ::log
/tmp/logfile en mdb y luego !vi /tmp/logfile para
realizar la búsqueda. Asimismo, puede ejecutar mdb en un
búfer del editor.
142
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace y MDB para examinar la memoria virtual
# mdb -k
Loading modules: [ unix krtld genunix specfs dtrace
ufs ip sctp usba random fctl s1394
nca lofs crypto nfs audiosup sppp cpc fcip ptm ipc ]
> ::ps !grep mozilla-bin <-- find the mozilla-bin process
R 933 919 887 885 100 0x42014000 ffffffff81d6a040 mozilla-bin
> ffffffff81d6a040::print proc_t p_as | ::walk seg | ::print struct seg
<-- Lots of output has been omitted... -->
{
s_base = 0xfb800000 <-- the seg we want, fault addr (fb985ea2)
s_size = 0x561000
<-- greater/equal to base and < base+size
s_szc = 0
s_flags = 0
s_as = 0xffffffff828b61d0
s_tree = {
avl_child = [ 0xffffffff82fa7920, 0xffffffff82fa7c80 ]
avl_pcb = 0xffffffff82fa796d
}
s_ops = segvn_ops
s_data = 0xffffffff82d85070
}
<-- and lots more output omitted -->
> ffffffff82d85070::print segvn_data_t <-- from s_data
{
lock = {
_opaque = [ 0 ]
}
segp_slock = {
_opaque = [ 0 ]
}
pageprot = 0x1
prot = 0xd
maxprot = 0xf
type = 0x2
offset = 0
vp = 0xffffffff82f9e480 <-- points to a vnode_t
anon_index = 0
amp = 0 <-- we’ll look at anonymous space later
Módulo 10 • Gestión de memoria con DTrace y MDB
143
Uso de DTrace y MDB para examinar la memoria virtual
vpage = 0xffffffff82552000
cred = 0xffffffff81f95018
swresv = 0
advice = 0
pageadvice = 0x1
flags = 0x490
softlockcnt = 0
policy_info = {
mem_policy = 0x1
mem_reserved = 0
}
}
> ffffffff82f9e480::print vnode_t v_path
v_path = 0xffffffff82f71090
"/usr/sfw/lib/mozilla/components/libgklayout.so"
> fb985ea2-fb800000=K <-- offset within segment
185ea2 <-- rounding down gives 185000 (4kpage size)
> ffffffff82f9e480::walk page !wc <-- walk list of pages on vnode_t
1236
1236 21012 <-- 1236 pages,(not all are necessarily valid)
> ffffffff82f9e480::walk page | ::print page_t<-- walk pg list on vnode
<-- lots of pages omitted in output -->
{
p_offset = 0x185000 <-- here is matching page
p_vnode = 0xffffffff82f9e480
p_selock = 0
p_selockpad = 0
p_hash = 0xfffffffffae21c00
p_vpnext = 0xfffffffffaca9760
p_vpprev = 0xfffffffffb3467f8
p_next = 0xfffffffffad8f800
p_prev = 0xfffffffffad8f800
p_lckcnt = 0
p_cowcnt = 0
p_cv = {
_opaque = 0
}
144
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace y MDB para examinar la memoria virtual
p_io_cv = {
_opaque = 0
}
p_iolock_state = 0
p_szc = 0
p_fsdata = 0
p_state = 0
p_nrm = 0x2
p_embed = 0x1
p_index = 0
p_toxic = 0
p_mapping = 0xffffffff82d265f0
p_pagenum = 0xbd62 <-- the page frame number of page
p_share = 0
p_sharepad = 0
p_msresv_1 = 0
p_mlentry = 0x185
p_msresv_2 = 0
}
<-- and lots more output omitted -->
> bd62*1000=K <-- multiple page frame number time page size (hex)
bd62000 <-- here is physical address of page
> bd62000+ea2,10/K <-- dump 16 64-bit hex values at physical address
0xbd62ea2:
2ccec81ec8b55 e8575653f0e48300 32c3815b00000000
5d89d46589003ea7 840ff6850c758be0 e445c7000007df
1216e8000000
dbe850e4458d5650 7d830cc483ffeeea
791840f00e4
c085e8458904468b 500c498b088b2474
8b17eb04c483d1ff e8458de05d8bd465 c483ffeeeac8e850
458b0000074ce904
> bd62000+ea2,10/ai <-- data looks like code, let’s try dumping as code
0xbd62ea2:
0xbd62ea2:
pushq %rbp
0xbd62ea3:
movl %esp,%ebp
0xbd62ea5:
subl $0x2cc,%esp
0xbd62eab:
andl $0xfffffff0,%esp
0xbd62eae:
pushq %rbx
Módulo 10 • Gestión de memoria con DTrace y MDB
145
Uso de DTrace y MDB para examinar la memoria virtual
0xbd62eaf:
0xbd62eb0:
0xbd62eb1:
0xbd62eb6:
0xbd62eb7:
0xbd62ebd:
0xbd62ec0:
0xbd62ec3:
0xbd62ec6:
0xbd62ec8:
0xbd62ece:
pushq
pushq
call
popq
addl
movl
movl
movl
testl
je
movl
%rsi
%rdi
+0x5
<0xbd62eb6>
%rbx
$0x3ea732,%ebx
%esp,-0x2c(%rbp)
%ebx,-0x20(%rbp)
0xc(%rbp),%esi
%esi,%esi
+0x7e5 <0xbd636ad>
$0x0,-0x1c(%rbp)
> ffffffff81d6a040::context <--change context from kernel to mozilla-bin
debugger context set to proc ffffffff81d6a040, the address of process
> fb985ea2,10/ai <-- and dump from faulting virtual address
0xfb985ea2:
0xfb985ea2:
pushq %rbp <-- looks like a match
0xfb985ea3:
movl %esp,%ebp
0xfb985ea5:
subl $0x2cc,%esp
0xfb985eab:
andl $0xfffffff0,%esp
0xfb985eae:
pushq %rbx
0xfb985eaf:
pushq %rsi
0xfb985eb0:
pushq %rdi
0xfb985eb1:
call +0x5
<0xfb985eb6>
0xfb985eb6:
popq %rbx
0xfb985eb7:
addl $0x3ea732,%ebx
0xfb985ebd:
movl %esp,-0x2c(%rbp)
0xfb985ec0:
movl %ebx,-0x20(%rbp)
0xfb985ec3:
movl 0xc(%rbp),%esi
0xfb985ec6:
testl %esi,%esi
0xfb985ec8:
je
+0x7e5 <0xfb9866ad>
0xfb985ece:
movl $0x0,-0x1c(%rbp)
> 0::context
debugger context set to kernel
> ffffffff81d6a040::print proc_t p_as <-- get as for mozilla-bin
p_as = 0xffffffff828b61d0
146
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Uso de DTrace y MDB para examinar la memoria virtual
> fb985ea2::vtop -a ffffffff828b61d0 <-- check our work
virtual fb985ea2 mapped to physical bd62ea2 <--physical address matches
Una vez encontrado el segmento, se imprime la estructura
segvn_data. En este segmento, vnode_t asigna los datos del
segmento. vnode_t contiene una lista de páginas que
"pertenecen" a vnode_t. Localizamos la página
correspondiente al desplazamiento del segmento. Cuando
se localiza page_t, se obtiene el número de imagen de la
página. A continuación, el número de imagen de la página
se convierte en una dirección física y se examinan algunos
datos de la dirección. Estos datos son código. Se comprueba
la dirección física utilizando el comando vtop (virtual a
físico) mdb.
d. Información adicional: recorra las tablas de página del
proceso para ver cómo una dirección virtual se convierte en
una dirección física.
Módulo 10 • Gestión de memoria con DTrace y MDB
147
148
11
M Ó D U L O
1 1
Depuración de controladores
con DTrace
Objetivos
El objetivo de este módulo es aprender a utilizar DTrace para
depurar los proyectos de desarrollo de controladores estudiando
un caso.
149
Asignación de puertos al controlador smbfs de Linux al sistema operativo Solaris
Asignación de puertos al controlador
smbfs de Linux al sistema operativo
Solaris
Este caso se centra en el uso de la función de DTrace para el
desarrollo de controladores de dispositivos.
Desde siempre, la depuración de un controlador de dispositivos
ha requerido que los desarrolladores utilicen llamadas a
funciones como cmn_err() para registrar la información de
diagnóstico en el archivo /var/adm/messages. Esta ardua tarea
implica realizar suposiciones, volver a compilar y reiniciar el
sistema para descubrir errores de código del software. Los
desarrolladores con conocimientos de lenguaje ensamblador
pueden utilizar adb para crear módulos personalizados en C
para que mdb diagnostique los errores de software. Sin embargo,
el enfoque que siempre se ha dado al desarrollo y la depuración
del núcleo resulta muy lento.
DTrace ofrece un método abreviado para realizar diagnósticos.
En lugar de tener que buscar en el archivo /var/adm/messages
o las páginas de salida truss, se puede utilizar DTrace para
capturar información únicamente en los eventos que desee ver
el desarrollador. Veamos algunos ejemplos para ilustrar mejor
las ventajas de DTrace.
En primer lugar, cree una plantilla de controlador smbfs basada
en el controlador nfs de Sun. Tras la compilación correcta del
controlador, compruebe que se pueda cargar y descargar sin
problemas. En primer lugar, copie el controlador de prototipo
en /usr/kernel/fs e intente aplicar modload manualmente:
# modload /usr/kernel/fs/smbfs
can’t load module: Out of memory or no room in system tables
El archivo /var/adm/messages contiene:
150
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Asignación de puertos al controlador smbfs de Linux al sistema operativo Solaris
genunix: [ID 104096 kern.warning] WARNING: system call missing
from bind file
Al buscar el mensaje que indica que falta la llamada al sistema,
vemos que se encuentra en la función mod_getsysent() en el
archivo modconf.c, en una llamada fallida a mod_getsysnum. En
lugar de buscar manualmente en el flujo de mod_getsysnum()
de los archivos de origen uno a uno, a continuación se incluye
una secuencia de DTrace sencilla para permitir todos los
eventos de entrada y retorno en el proveedor fbt (Function
Boundary Tracing) una vez se ha especificado mod_getsynum().
#!/usr/sbin/dtrace -s
#pragma D option flowindent
fbt::mod_getsysnum:entry
/execname == "modload"/
{
self->follow = 1;
}
fbt::mod_getsysnum:return
{
self->follow = 0;
trace(arg1);
}
fbt:::entry
/self->follow/
{
}
fbt:::return
/self->follow/
{
trace(arg1);
}
Módulo 11 • Depuración de controladores con DTrace
151
Asignación de puertos al controlador smbfs de Linux al sistema operativo Solaris
Nota – trace(arg1) muestra el valor de retorno de la función.
Al ejecutar esta secuencia y ejecutar el comando modload en
otra ventana, se obtiene la salida siguiente:
# ./mod_getsysnum.d
dtrace: script ’./mod_getsysnum.d’ matched 35750 probes
CPU FUNCTION
0 -> mod_getsysnum
0
-> find_mbind
0
-> nm_hash
0
<- nm_hash
0
-> strcmp
0
<- strcmp
0
-> strcmp
0
<- strcmp
0
<- find_mbind
0 <- mod_getsysnum
41
4294967295
7
0
4294967295
El causante es find_mbind() que devuelve '0', o nm_hash() que
devuelve '41'. Si examinamos rápidamente find_mbind(),
veremos que un valor de retorno de 0 indica un estado de error.
Al ver el origen de find_mbind() en
/usr/src/uts/common/os/modsubr.c, vemos que estamos
buscando una cadena char en una tabla de hash. A
continuación, mostraremos el contenido de la cadena de
búsqueda y la tabla de hash utilizando DTrace.
Para ver el contenido de la cadena de búsqueda, agregamos un
seguimiento strcmp() a la secuencia mod_getsysnum.d
anterior:
fbt::strcmp:entry
{
152
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Asignación de puertos al controlador smbfs de Linux al sistema operativo Solaris
printf("name:%s, hash:%s", stringof(arg0),
stringof(arg1));
}
Éstos son los resultados de nuestro próximo intento de cargar el
controlador:
# ./mod_getsysnum.d
dtrace: script ’./mod_getsysnum.d’ matched 35751 probes
CPU FUNCTION
0 -> mod_getsysnum
0
-> find_mbind
0
-> nm_hash
0
<- nm_hash
41
0
-> strcmp
0
| strcmp:entry
name:smbfs,
hash:timer_getoverrun
0
<- strcmp
4294967295
0
-> strcmp
0
| strcmp:entry
name:smbfs,
hash:lwp_sema_post
0
<- strcmp
7
0
<- find_mbind
0
0 <- mod_getsysnum
4294967295
Estamos buscando smbfs en una tabla de hash y no se
encuentra. ¿Cómo se coloca smbfs en esta tabla de hash? Si
volvemos a find_mbind(), observamos que la variable
sb_hashtab de la tabla de hash se pasa a la función nm_hash()
que falla.
Una búsqueda rápida en el código fuente muestra que
sb_hashtab se inicia con una llamada a read_binding_file(),
que toma como argumentos un archivo config, la tabla de hash
y un puntero a función. Al seguir explorando el código fuente,
veremos que el contenido del archivo config se define como
/etc/name_to_sysnum en el archivo
/usr/src/uts/common/os/modctl.c. Al parecer, hemos
olvidado incluir una entrada de configuración para el
Módulo 11 • Depuración de controladores con DTrace
153
Asignación de puertos al controlador smbfs de Linux al sistema operativo Solaris
controlador. Agregue lo siguiente al archivo
/etc/name_to_sysnum y reinicie.
’smbfs
177’
(read_binding_file() is read once at boot time.)
Tras reiniciar, el controlador se puede cargar correctamente.
# modload /usr/kernel/fs/smbfs
Compruebe que el controlador esté cargado con el comando
modinfo:
# modinfo | grep
160 feb21a58
160 feb21a58
160 feb21a58
160 feb21a58
smbfs
351ac
351ac
351ac
351ac
177
24
25
26
1
1
1
1
smbfs
smbfs
smbfs
smbfs
(SMBFS syscall,client,comm)
(network filesystem)
(network filesystem version 2)
(network filesystem version 3)
Nota – Recuerde que este controlador se basa en una plantilla
nfs, que explica esta salida.
Asegúrese de que también pueda descargar el módulo:
# modunload -i 160
can’t unload the module: Device busy
Esto se debe probablemente a un valor de retorno EBUSY errno.
Dado que el controlador smbfs es un módulo cargado, tenemos
acceso a todas las funciones de smbfs:
# dtrace -l fbt:smbfs:: | wc -l
1002
Sorprendente. Sin necesidad de código especial, ahora tenemos
acceso a la entrada 1002 y los eventos de retorno que contiene el
controlador. Estos controles de la función 1002 permiten
154
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Asignación de puertos al controlador smbfs de Linux al sistema operativo Solaris
depurar el trabajo sin necesidad de ninguna versión especial de
"código instrumentado" del controlador. A continuación,
supervisaremos todas las llamadas smbfs cuando se llama a
modunload, utilizando esta secuencia de DTrace sencilla:
#!/usr/sbin/dtrace -s
#pragma D option flowindent
fbt:smbfs::entry
{
}
fbt:smbfs::return
{
trace(arg1);
}
Parece que modunload no puede acceder al código smbfs.
Utilicemos DTrace para buscar en modunload con esta
secuencia:
#!/usr/sbin/dtrace -s
#pragma D option flowindent
fbt::modunload:entry
{
self->follow = 1;
trace(execname);
trace(arg0);
}
fbt::modunload:return
{
self->follow = 0;
trace(arg1);
}
Módulo 11 • Depuración de controladores con DTrace
155
Asignación de puertos al controlador smbfs de Linux al sistema operativo Solaris
fbt:::entry
/self->follow/
{
}
fbt:::return
/self->follow/
{
trace(arg1);
}
Here’s the output of this script:
# ./modunload.d
dtrace: script ’./modunload.d’ matched 36695 probes
CPU FUNCTION
0 -> modunload
modunload
160
0 | modunload:entry
0
-> mod_hold_by_id
0
-> mod_circdep
0
<- mod_circdep
0
0
-> mod_hold_by_modctl
0
<- mod_hold_by_modctl
0
0
<- mod_hold_by_id
3602566648
0
-> moduninstall
0
<- moduninstall
16
0
-> mod_release_mod
0
-> mod_release
0
<- mod_release
3602566648
0
<- mod_release_mod
3602566648
0 <- modunload
16
Observe que el valor de retorno EBUSY '16' procede de
moduninstall. Examinemos el código fuente de moduninstall.
moduninstall devuelve EBUSY en algunas ubicaciones, de
modo que tomaremos en consideración las siguientes
posibilidades:
156
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Asignación de puertos al controlador smbfs de Linux al sistema operativo Solaris
1. if (mp->mod_prim || mp->mod_ref ||
mp->mod_nenabled != 0) return (EBUSY);
2. if ( detach_driver(mp->mod_modname) != 0 ) return
(EBUSY);
3. if ( kobj_lookup(mp->mod_mp, "_fini") == NULL )
4. A failed call to smbfs _fini() routine
No es posible acceder directamente a todas estas posibilidades,
pero las abordaremos mediante un proceso de eliminación.
Utilizaremos la secuencia siguiente para ver el contenido de las
diferentes estructuras y valores de retorno de moduninstall:
#!/usr/sbin/dtrace -s
#pragma D option flowindent
fbt::moduninstall:entry
{
self->follow = 1;
printf("mod_prim:%d\n",
((struct modctl *)arg0)->mod_prim);
printf("mod_ref:%d\n",
((struct modctl *)arg0)->mod_ref);
printf("mod_nenabled:%d\n",
((struct modctl *)arg0)->mod_nenabled);
printf("mod_loadflags:%d\n",
((struct modctl *)arg0)->mod_loadflags);
}
fbt::moduninstall:return
{
self->follow = 0;
trace(arg1);
}
fbt::kobj_lookup:entry
/self->follow/
{
Módulo 11 • Depuración de controladores con DTrace
157
Asignación de puertos al controlador smbfs de Linux al sistema operativo Solaris
}
fbt::kobj_lookup:return
/self->follow/
{
trace(arg1);
}
fbt::detach_driver:entry
/self->follow/
{
}
fbt::detach_driver:return
/self->follow/
{
trace(arg1);
}
This script produces the following output:
# ./moduninstall.d
dtrace: script ’./moduninstall.d’ matched 6 probes
CPU FUNCTION
0 -> moduninstall
mod_prim:0
mod_ref:0
mod_nenabled:0
mod_loadflags:1
0
-> detach_driver
0
<- detach_driver
0
-> kobj_lookup
0
<- kobj_lookup
0 <- moduninstall
0
4273103456
16
Al comparar esta salida con el código, vemos que el fallo no se
debe a los valores de la estructura mp o los valores de retorno de
detach_driver() de kobj_lookup(). Por tanto, si seguimos un
proceso de eliminación, debe ser el estado devuelto mediante la
158
Introducción a los sistemas operativos: uso del proyecto OpenSolaris •
Septiembre de 2007
Asignación de puertos al controlador smbfs de Linux al sistema operativo Solaris
llamada status = (*func)();, que llama a la rutina smbfs
_fini(). Éste es el contenido de la rutina smbfs _fini():
int _fini(void)
{
/* don’t allow module to be unloaded */
return (EBUSY);
}
Al cambiar el valor de retorno a '0' y volver a compilar el código
se obtiene un controlador que podemos cargar y descargar, por
lo que habremos completado el objetivo de este ejercicio. En
estos ejemplos hemos utilizado exclusivamente el proveedor
Function Boundary Tracing. Tenga en cuenta que fbt es sólo
uno de los múltiples proveedores de DTrace.
Módulo 11 • Depuración de controladores con DTrace
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A
A P É N D I C E
A
Recursos de OpenSolaris
Para obtener más información, asistencia y formación, utilice los
recursos siguientes.
■
Documentación de la comunidad:
http://opensolaris.org/os/community/documentation
■
Documentación de Sun:
http://www.sun.com/documentation
■
Asistencia de Sun: http://www.sun.com/support
■
Formación de Sun: Sun ofrece una gama completa de opciones
de formación y certificación profesional de Solaris para
ayudarle a aplicar esta potente plataforma y conseguir un
mayor éxito en sus operaciones. Para obtener información
adicional sobre la formación de Solaris,
visite:http://www.sun.com/
training/catalog/operating_systems/index.xml
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