docs/developer/gsoc2010/index.mdwn

   1 [[!meta title="Google Summer of Code 2010"]]
   2
   3 [[!toc  levels=0]]
   4
   5 DragonFly BSD is planning to participate (pending acceptance) in the Google Summer of Code program for 2010.
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   7
   8 Have a look at our SoC pages from [[2008|docs/developer/GoogleSoC2008/]] and [[2009|docs/developer/gsoc2009]] to get an overview about prior year's projects.  The [Projects Page](/docs/developer/ProjectsPage/) is also a potential source of ideas.
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  11 For more details on Google's Summer of Code: [Google's SoC page](http://socghop.appspot.com/)
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  14 #### Project ideas
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  16 ##### VFS Quota System
  17 1. Kernel and quota support in the VFS layer
  18 1. Filesystem-agnostic quota support tools for userland
  19
  20 Meta information:
  21
  22 * Difficulty: ?
  23 * Contact point: ?
  24
  25 ---
  26
  27 ##### HAMMER Data dedup
  28 * Add a data de-duplication mechanism to HAMMER.
  29
  30 * Potential data matches using CRCs during pruning runs,
  31   verify duplicate data, collapse the B-Tree reference,
  32   and account for the additional ref in the allocator.
  33
  34 Meta information:
  35
  36 * Difficulty: Moderate
  37 * Contact point: dillon
  38
  39 ---
  40
  41 ##### Implement i386 32-bit ABI for x86_64 64-bit kernel
  42 * Add a 32-bit syscall table which translates 32-bit
  43   system calls to 64-bit
  44
  45 * Add support for 32 bit compatibility mode operation
  46   and ELF binary detection.
  47
  48 Meta information:
  49
  50 * Difficulty: Moderate
  51 * Contact point: dillon
  52
  53 ---
  54
  55 ##### Implement ARC algorithm for vnode free list
  56 * Vnode recycling is LRU and can't efficiently handle data sets which
  57   exceed the maxvnode limit.
  58
  59 Meta information:
  60
  61 * Difficulty: Modest
  62 * Contact point: dillon
  63
  64 ---
  65
  66 ##### Implement swapoff
  67 * We have swapon to add swap space, we need a swapoff to
  68   remove it.
  69
  70 Meta information:
  71
  72 * Difficulty: Modest
  73 * Contact point: dillon
  74
  75 ---
  76
  77 ##### Implement SHA-2 password encryption
  78 * Implement new default encryption for master.passwd
  79
  80 Meta information:
  81
  82 * Difficulty: Fairly easy
  83 * Contact point: dillon
  84
  85 ---
  86
  87 ##### Ultra Fast Boot & Shutdown Speed
  88 * Be competitive with GNU/Linux, OSX & MS Windows refinements in this area.
  89
  90 Meta information:
  91
  92 * Difficulty: ?
  93 * Contact point: ?
  94
  95 ---
  96
  97 ##### Graphics Kernel Memory Manager Support ( GEM )
  98 * Support dealing with graphics NUMA in kernel space for modern graphics hardware
  99 * http://en.wikipedia.org/wiki/Graphics_Execution_Manager
 100
 101 Meta information:
 102
 103 * Difficulty: ?
 104 * Contact point: ?
 105
 106 ---
 107
 108 ##### Make DragonFly NUMA-aware
 109
 110 * Parse related ACPI tables
 111 * NUMA-aware memory allocation
 112 * References:
 113 [ACPI SLIT parser](http://mail-index.netbsd.org/tech-kern/2009/11/23/msg006518.html)
 114 [ACPI SRAT parser](http://mail-index.netbsd.org/tech-kern/2009/11/23/msg006517.html)
 115 [NetBSD NUMA diff](http://www.netbsd.org/~cegger/numa2.diff)
 116 [NetBSD NUMA x86 diff](http://www.netbsd.org/~cegger/numa_x86.diff)
 117
 118 Meta information:
 119
 120 * Difficulty: ?
 121 * Contact point: ?
 122
 123 ---
 124
 125 ##### Security/Hardening improvements
 126 * Encrypted swap/filesystems (From NetBSD or OpenBSD?)
 127 * Extended toolchain hardening
 128 * NX/XD support in kernel (at least for 64 bit kernels, DF doesn’t support PAE IIRC)
 129 * More use of randomization (for example in PIDs)
 130 * Port OpenBSD’s most recent malloc implementation as an option
 131
 132 Meta information:
 133
 134 * Difficulty: ?
 135 * Contact point: ?
 136
 137 ---
 138
 139 ##### Data Integrity Framework Implementation
 140 * Something akin to what was done for Linux: http://oss.oracle.com/projects/data-integrity/
 141
 142 Meta information:
 143
 144 * Difficulty: ?
 145 * Contact point: ?
 146
 147 ---
 148
 149 ##### Volume Management based on NetBSD's port of LVM2
 150
 151 NetBSD reimplemented Linux's device mapper (currently only implementing
 152 the linear, zero and error targets; Linux has support for a variety of
 153 targets, including crypt, stripe, snap, multipath) as dm(4). Device mapper
 154 provides the functionality on which to implement volume management; NetBSD
 155 has imported LVM2 (which is GPL), but it is possible to create different
 156 tools for volume management (e.g. IBM's EVMS was also built on top of device
 157 mapper).
 158
 159 The goal of this project is to port both the kernel code, dm(4), and the
 160 LVM2 userspace libraries and tools from NetBSD. If time remains, the
 161 student should also implement a proof of concept "stripe" target or, for the
 162 more ambitious, a "crypt" target.
 163
 164 A possible roadmap for this project would be
 165
 166 1. Port the dm(4) code
 167
 168     This code uses proplib instead of binary ioctls for communicating with
 169 userspace. Either port proplib, or convert the code to use ioctls.
 170
 171 1. Port the userspace tools
 172
 173     Integrate the tools in our source tree using a separate vendor branch, as
 174 is normally done for contrib software (see development(7)). Make any
 175 DragonFlyBSD-specific changes necessary.
 176
 177 1. (Optional) Implement either a "stripe" target or a crypt target.
 178
 179     The stripe target must be designed with robustness and extensibility in
 180 mind, though it is not required to go all the way. It should be flexible
 181 enough to allow for different RAID level implementations (at least 0, 1
 182 and 5). Additionally, it should be possible to keep an internal (i.e. part
 183 of the volume) log to speed up resyncing and parity checking. Implementing
 184 those features would be ideal, but is not required.
 185
 186     The crypt target must allow for different ciphers and cipher parameters and
 187 should make use of our in-kernel crypto infrastructure. It is probably
 188 necessary to do the encryption asynchronously which will require extending
 189 the current infrastructure.
 190
 191 Meta information:
 192
 193 * Difficulty: Medium
 194 * Contact point: Aggelos Economopoulos <aoiko@cc.ece.ntua.gr>
 195
 196 ---
 197
 198 ##### Make DragonflyBSD Tickless
 199 * By default, the clock cyclic fires at 100 Hz, regardless of whether or not any timeouts/callouts are scheduled to fire/expire. This is suboptimal from a power efficiency standpoint, as at least one of the system's CPUs never become quiescent/idle enough to be brought into a low power state.
 200 This work involves re-implementing the services presently provided by clock() in a tickless (or event based) fashion, eliminating the need for the system to "wake up", only to realize that there's nothing to do on an otherwise idle system.
 201 * http://hub.opensolaris.org/bin/view/Project+tickless/lbolt
 202
 203 Meta information:
 204
 205 * Difficulty: ?
 206 * Contact point: ?
 207
 208 ---
 209
 210 ##### Make the DragonflyBSD Dispatcher Power-aware
 211 * CPU power management as it it implemented today is relatively isolated from the rest of the system. As such, it is forced to periodically poll to measure the utilization of the system's CPU resources.
 212 * This project extends the kernel's existing topology aware scheduling facility to bring "power domain" awareness to the dispatcher. With this awareness in place, the dispatcher can implement coalescence dispatching policy to consolidate utilization onto a smaller subset of CPU domains, freeing up other domains to be power managed. In addition to being domain aware, the dispatcher will also tend to prefer to utilize domains already running at higher power/performance states...this will increase the duration and extent to which domains can remain quiescent, improving the kernel's ability to take advantage of features like deep C-states. Because the dispatcher will track power domain utilization along the way, it can drive active domain state changes in an event driven fashion, eliminating the need for the CPUPM subsystem to poll.
 213 * http://hub.opensolaris.org/bin/view/Project+tesla/CPUPM
 214
 215 Meta information:
 216
 217 * Difficulty: ?
 218 * Contact point: ?
 219
 220 ---
 221
 222 ##### Port DragonFly to ARM platform
 223
 224 Meta information:
 225
 226 * Difficulty: Extreme hard
 227 * Contact point: ?
 228
 229 ---
 230
 231 ##### Port valgrind to DragonFlyBSD
 232
 233 Valgrind is a very useful tool on a system like DragonFly that's under heavy development. Since valgrind is very target specific, a student doing the port will have to get acquainted with many low level details of the system libraries and the user<->kernel interface (system calls, signal delivery, threading...). This is a project that should appeal to aspiring systems programmers. Ideally, we would want the port to be usable with vkernel processes, thus enabling complex checking of the core kernel code.
 234
 235 The goal of this project is to port valgrind to the DragonFlyBSD platform so that at least the memcheck tool runs sufficiently well to be useful. This is in itself a challenging task. If time remains, the student should try to get at least a trivial valgrind tool to work on a vkernel process.
 236
 237 Meta information:
 238
 239 * Difficulty: Hard
 240 * Contact point: Aggelos Economopoulos <aoiko@cc.ece.ntua.gr>
 241
 242 ---
 243
 244 ##### Adapt pkgsrc to create a package system with dependency independence.
 245 * Create a set of tools that modifies how the pkgsrc packages are installed, allowing for the ability to upgrade individual packages, without stopping applications that depend on said packages from working. One method of achieving this is detailed at http://www.dragonflybsd.org/goals/#packages but other methods may be possible. PC-BSD have written a tool called PBI Builder which modifies FreeBSD ports for their dependency independence PBI system, this could be used as a starting point for the DragonFly BSD tools.
 246
 247 Meta information:
 248
 249 * Difficulty: ?
 250 * Contact point: ?
 251
 252 ---
 253
 254 ##### Implement virtio drivers on DragonFly to speed up DragonFly as a KVM guest
 255 * As virtualization is coming more and more and KVM will be a strong player in that field, it might be a good idea to be the first BSD to have a virtio implementation that enables us to run at a better speed in comparison to the other BSDs and maybe close to Linux on this virtualization platform.
 256
 257 Meta information:
 258
 259 * Difficulty: ?
 260 * Contact point: ?
 261
 262 ---
 263
 264 ##### Port FUSE or PUFFS from FreeBSD/NetBSD
 265
 266 * http://www.netbsd.org/docs/puffs/
 267 * This would make many userspace filesystems available to DragonFly, e.g. sshfs to mention only one.
 268
 269 Meta information:
 270
 271 * Difficulty: Medium
 272 * Contact point: Michael Neumann <mneumann@ntecs.de>
 273
 274 ---
 275
 276 ##### Make vkernels checkpointable
 277
 278 * See checkpt(1).
 279 * Teach the checkpt syscall how to checkpoint multiple vmspaces.
 280 * Add code to the vkernel which gets triggered on SIGCKPT to dump/load e.g. the current state of network drivers.
 281 * This would allow us to save and restore or even migrate a complete DragonFly operating system running on the vkernel platform.
 282 This could be especially handy on laptops (if we'd get X11 operating in vkernels).
 283 * See also: http://www.dragonflybsd.org/docs/developer/CheckpointFeatures/
 284
 285 Meta information:
 286
 287 * Difficulty: Medium
 288 * Contact point: Michael Neumann <mneumann@ntecs.de>
 289
 290 ---
 291
 292 ##### HAMMER compression
 293
 294 * Compress blocks as they get written to disk.
 295 * Only file data (rec_type == DATA) should be compressed, not meta-data.
 296 * the CRC should be that of the uncompressed data.
 297 * ideally you'd need to associate the uncompressed data with the buffer cache buffer somehow, so that decompression is only performed once.
 298 * compression could be turned on a per-file or per-pfs basis.
 299 * gzip compression would be just fine at first.
 300
 301 Meta information:
 302
 303 * Difficulty: Medium
 304 * Contact point: Michael Neumann <mneumann@ntecs.de>
 305
 306 ---
 307
 308  (please add)