linux config analyze

24-Q4/02_linux-config.md

@@ -0,0 +1,73 @@
+# Linux Config Analyze
+
+本篇内容：
+
+1. 编译Linux
+2. 获取Linux的Control Flow Graph
+3. 统计CFG的BasicBlock
+
+## 0-编译Linux
+
+Linux源码tarball下载[地址](https://kernel.org/)
+
+```shell
+# 安装基本工具
+apt install llvm lld clang graphviz build-essential python-is-python3 python3-pip python3.12-venv flex bison libelf-dev libssl-dev
+
+# 下载Linux源码
+wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.4.285.tar.xz
+tar -xvf linux-5.4.285.tar.xz
+
+# 配置及编译
+cd linux-5.4.285
+make defconfig
+make
+```
+
+编译成果即为linux-5.4.285目录下的vmlinux文件
+
+## 1-获取Linux的Control Flow Graph
+
+### 1-1 获取单个C语言程序的CFG
+
+![1731762851879](image/02_linux-config/C-program.png)
+
+### 1-2 获取Linux的CFG
+
+借助[wllvm](https://github.com/travitch/whole-program-llvm)工具
+
+```shell
+# 配置python虚拟环境并安装wllvm
+python -m venv ~/venv00
+source ~/venv00/bin/activate
+pip install wllvm
+
+# wllvm编译Linux
+cd linux-5.4.284
+export LLVM_COMPILER=clang
+make CC=wllvm defconfig
+make CC=wllvm LLVM=1
+
+# 获取vmlinux.bc
+extract-bc vmlinux
+
+# 获取vmlinux.ll
+llvm-dis vmlinux.bc
+
+# 获取dot文件
+opt -passes=dot-cfg vmlinux.bc
+```
+
+在wllvm编译Linux这一步之后，就可以在各个目录下看到bc文件，然后可以对某个bc文件进行opt从而得到dot文件
+
+![1731763268300](image/02_linux-config/bcfiles.png)
+
+## 2-统计CFG的BasicBlock
+
+把bc文件整理到目的文件夹下：[copy_bc_files.sh](02_linux-config/script/01_copy_bc_files.sh) /pathto/linux-5.4.284 /pathto/bcfiles
+
+把bc文件转换成方便阅读的ll文件：[convert_bc_to_ll.sh](02_linux-config/script/02_convert_bc_to_ll.sh) /pathto/bcfiles
+
+将所有bc文件转换成dot文件：[generate_dot_files.sh	](02_linux-config/script/03_generate_dot_files.sh)/pathto/bcfiles
+
+统计cfg的基本块情况：[process_dot_files.sh](02_linux-config/script/04_process_dot_files.sh) /pathto/bcfiles

24-Q4/02_linux-config/script/01_copy_bc_files.sh

@@ -0,0 +1,26 @@
+#!/bin/bash
+
+# 检查是否提供了两个参数
+if [ "$#" -ne 2 ]; then
+    echo "Usage: $0 <source_directory> <destination_directory>"
+    exit 1
+fi
+
+# 从命令行参数获取源目录和目标目录
+src_dir="$1"
+dst_dir="$2"
+
+# 创建目标目录（如果不存在的话）
+mkdir -p "$dst_dir"
+
+# 使用find命令查找所有.bc文件并处理
+find "$src_dir" -type f -name "*.bc" | while read file; do
+    # 计算相对于源目录的相对路径
+    relpath=$(realpath --relative-to="$src_dir" "$file")
+    # 构建目标文件路径
+    dstfile="$dst_dir/$relpath"
+    # 确保目标文件所在的目录存在
+    mkdir -p "$(dirname "$dstfile")"
+    # 复制文件
+    cp "$file" "$dstfile"
+done

24-Q4/02_linux-config/script/02_convert_bc_to_ll.sh

@@ -0,0 +1,21 @@
+#!/bin/bash
+
+# 检查是否提供了一个参数
+if [ "$#" -ne 1 ]; then
+    echo "Usage: $0 <source_directory>"
+    exit 1
+fi
+
+# 从命令行参数获取源目录
+src_dir="$1"
+
+# 使用find命令查找所有.bc文件并处理
+find "$src_dir" -type f -name "*.bc" | while read file; do
+    # 获取文件的基本路径（去掉扩展名）
+    basefile="${file%.bc}"
+    # 构建目标文件路径
+    llfile="${basefile}.ll"
+    # 使用 llvm-dis 将 .bc 文件转换为 .ll 文件
+    llvm-dis "$file" -o "$llfile"
+    echo "Converted $file to $llfile"
+done

24-Q4/02_linux-config/script/03_generate_dot_files.sh

@@ -0,0 +1,29 @@
+#!/bin/bash
+
+# 检查是否提供了一个参数
+if [ "$#" -ne 1 ]; then
+    echo "Usage: $0 <source_directory>"
+    exit 1
+fi
+
+# 从命令行参数获取源目录
+src_dir="$1"
+
+# 使用find命令查找所有.bc文件并处理
+find "$src_dir" -type f -name "*.bc" | while read file; do
+    # 获取文件所在目录
+    dir=$(dirname "$file")
+
+    # 切换到文件所在目录
+    cd "$dir" || { echo "Failed to cd to $dir"; continue; }
+
+    # 获取文件名（不包括路径）
+    base=$(basename "$file" .o.bc)
+    base01="${base#.}"_dot
+    mkdir -p "$base01"
+    cd "$base01" || { echo "Failed to cd to $base01"; continue; }
+
+    # 使用 opt 工具生成 .dot 文件
+    opt -passes=dot-cfg "$file"
+    echo "Generated .dot files for $file at $dir/$base01"
+done

24-Q4/02_linux-config/script/04_process_dot_files.sh

@@ -0,0 +1,34 @@
+#!/bin/bash
+
+# 检查是否提供了一个参数
+if [ "$#" -ne 1 ]; then
+    echo "Usage: $0 <source_directory>"
+    exit 1
+fi
+
+# 从命令行参数获取源目录，并确保结尾有斜杠
+src_dir="$1"
+src_dir=${src_dir%/}/  # 如果结尾没有斜杠，则添加一个
+
+# 初始化总基本块计数器
+total_blocks=0
+
+# 使用 find 命令从 src_dir 开始递归查找所有 .dot 文件
+while IFS= read -r -d '' file; do
+  if [ -f "$file" ]; then
+    # 获取相对路径
+    rel_file="${file#$src_dir}"
+
+    # 使用 grep 命令查找所有包含 [shape=record,color= 的行
+    num_blocks=$(grep -c '\[shape=record,color=' "$file")
+
+    # 打印当前文件的基本块数量
+    echo "File: $rel_file, Number of basic blocks: $num_blocks"
+
+    # 累加到总基本块计数器
+    total_blocks=$((total_blocks + num_blocks))
+  fi
+done < <(find "$src_dir" -type f -name "*.dot" -print0)
+
+# 打印总的基本块数量
+echo "Total number of basic blocks in all .dot files: $total_blocks"

README.md

@@ -1,5 +1,7 @@
 # 24-Q4
 
+[02 Linux Config Analyze](24-Q4/02_linux-config.md)
+
 [01 sysMaster](24-Q4/01_sysMaster.md)
 
 [00 Classification of ISA](24-Q4/00_ClassificationofISA.md)