В мире компьютерных наук мало что может сравниться с созданием собственной операционной системы. В этой статье мы погрузимся в увлекательный мир разработки операционных систем, создав 16-битную ОС с помощью языка ассемблера NASM под архитектуру процессоров Intel x86-64. Мы рассмотрим каждый этап разработки, начиная с основ и заканчивая реализацией ключевых компонентов.

Содержание курса

• Статья 1: алгоритм Брезенхэма
• Статья 2: растеризация треугольника + отсечение задних граней
• Статья 3: Удаление невидимых поверхностей: z-буфер
• Статья 4: Необходимая геометрия: фестиваль матриц
  
  • 4а: Построение перспективного искажения
  • 4б: двигаем камеру и что из этого следует
  • 4в: новый растеризатор и коррекция перспективных искажений
• Статья 5: Пишем шейдеры под нашу библиотеку
• Статья 6: Чуть больше, чем просто шейдер: просчёт теней

Улучшение кода

Official translation (with a bit of polishing) is available here.

Постановка задачи

Эта книга рассказывает о принципах работы операционных систем на примере xv6. Операционная система xv6 реализует базовый интерфейс, который Кен Томпсон и Деннис Ритчи предложили в операционной системе Unix, и подражает внутреннему устройству Unix. Комбинации простейших механизмов Unix дают удивительную свободу действий. Современные операционные системы признали успех Unix и реализуют похожие интерфейсы - BSD, Linux, macOS, Solaris, и даже Microsoft Windows. Изучение xv6 поможет понять работу и других операционных систем.

Библиотека cppcoro от Льюиса Бейкера (Lewis Baker) дает нам то, чего не дает нам C++20 — библиотеку абстракций корутин C++, основанную на Coroutines TS.

Написать этот материал меня побудило... отсутствие хороших статей по корутинам в C++ в русскоязычном интернете, как бы странно это не звучало. Ну серьезно, C++20 существует уже несколько лет как, но до сих пор почти все статьи про корутины, что встречаются в рунете, относятся к одному из двух типов. Или обзор начинается с самых глубин и мелочей, пересказывая cppreference, а потом автор выдыхается и все сводится к "ну а дальше все понятно, возьмите и примените это в своем коде", что напоминает известную картинку с совой. Либо иногда в статьях рассматривается применение корутин на примере генераторов, и этим все и ограничивается. Но, давайте будем честны, генераторы — это замечательно, но за все время моей многолетней карьеры разработчика я, вероятно, делал что‑то подобное генераторам разве что разок, в то время как асинхронный ввод‑вывод приходится использовать почти в каждом проекте. И поэтому меня гораздо больше интересует реализация асинхронного ввода‑вывода с использованием корутин, а не генераторы. Поэтому пришлось разбираться во всем самому.

void FuncToDealWith() {
    InCurrentThread();

    writerQueue.PushTask([=]() {
        InWriterThread1();

        const auto finally = [=]() {
            InWriterThread2();
            ShutdownAll();
        };

        if (NeedNetwork()) {
            networkQueue.PushTask([=](){
                auto v = InNetworkThread();
                if (v) {
                    UIQueue.PushTask([=](){
                        InUIThread();
                        writerQueue.PushTask(finally);
                    });
                } else {
                    writerQueue.PushTask(finally);
                }
            });
        } else {
            finally();
        }
    });
}

Что это?

Я потратил неделю, копаясь во внутренностях MySQL/MariaDB вместе с ещё примерно 80 разработчиками. Хотя MySQL и MariaDB — это, по большей части, одно и то же (я ещё к этому вернусь), я сосредоточился именно на MariaDB.

Раньше я никогда сам не собирал MySQL/MariaDB. В первый день «недели хакерства» я смог наладить локальную сборку MariaDB и твикнул код так, что запрос SELECT 23 возвращал 213. Сделал я и другой твик — такой, что запрос SELECT 80 + 20 возвращал 60. На второй день я смог заставить заработать простую UDF на C, благодаря которой запрос SELECT mysum(20, 30) давал 50.

Остаток недели я потратил, пытаясь разобраться с тем, как сделать минимальный движок для хранения данных в памяти. Именно о нём я и расскажу. Это — 218 строк кода на C++.

Ещё в мае 2022 года я переориентировал пару команд в Google на разработку полностью гомоморфного шифрования (вот объявление об этом в рассылке). С тех пор я участвовал в работе над многими проектами в этой области, в частности, руководил поддержкой на github.com/google/fully-homomorphic-encryption – это опенсорсный ПГШ-компилятор для C++. В этой статье даётся вводная информация о том, как при помощи этого инструмента компилировать программы с расчётом на ПГШ. Также пробежимся по тому, из чего этот компилятор состоит.

Начнем с простого вопроса:

Что означает QEMU/KVM или QEMU-KVM?

Можно ответить - это QEMU + KVM или qemu-system, запущенный с kvm в качестве ускорителя. Но в какой-то степени это еще и анахронизм, так как с появлением KVM его разработчики для интеграции с QEMU поддерживали отдельный форк qemu-kvm, но начиная с QEMU версии 1.3 (декабрь 2012) все основные изменения из qemu-kvm были перенесены в главную ветку QEMU, а qemu-kvm объявлен устаревшим.

В разных дистрибутивах до сих пор еще можно встретить исполняемый файл qemu-kvm или просто kvm, но это лишь обертки над qemu-system:

exec qemu-system-x86_64 -enable-kvm "$@"

или симлинки:

/usr/bin/kvm -> qemu-system-x86_64

А в самом qemu существует проверка:

Предпосылки

• Код Quake3 и стандарт IEEE754
• Магическую константу 0x5F3759DF
• Много ассемблера x86
• Много IR кода LLVM
• Rust, Java и даже Fortran

• Безопасность типов с проверками форматирующих строк во время компиляции. Эти проверки включены по умолчанию начиная с С++ 20, и присутствуют в качестве дополнения для С++ 14/17. Форматирующие строки среды выполнения в {fmt} также оказываются безопасными, чего невозможно достичь в printf.
• Расширяемость. Определяемый пользователем тип можно сделать форматируемым. При этом большинство типов стандартных библиотек, например, контейнеры и пакеты для обработки даты и времени, предлагают возможность форматирования изначально.
• Производительность. {fmt} намного быстрее любой распространённой реализации printf, порой на несколько порядков (например, в форматировании чисел с плавающей запятой).
• Возможность переноса поддержки Unicode.