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学习指导:关于Linux内核学习的误区 (1)

发布时间:2019-09-13 20:37:13

先说句正经的:其实我没资格写这篇文章,因为自己也就一两个月以来才开始有所领悟的。因此,这里与其说是关于Linux内核学习的经验,不如说是自己的教训吧,希望不要扔鸡蛋砸我^_^ 常常有人问:我想学习内核,需要什么基础吗?Linus Torvalds本人是这样回答的:你必须使用过Linux. 这个……还是有点太泛了吧,我想下面几个基础可能还是需要的,尽管不一定必需: 1, 关于操作系统理论的最初级的知识。不需要通读并理解《操作系统概念》《现代操作系统》等巨著,但总要知道分时(time-shared)和实时(real-time)的区别是什么,进程是个什么东西,CPU和系统总线、内存的关系(很粗略即可),等等。 2, 关于C语言。不需要已经很精通C语言,只要能熟练编写C程序,能看懂链表、散列表等数据结构的C实现,用过gcc编译器,就可以了。当然,如果已经精通C语言显然是大占便宜的。 3, 关于CPU的知识。这块儿可以在学习内核过程中补,但这样的话你就需要看讲解很详细的书,比方后面将会提到的《情景分析》。你是否熟悉Intel 80386 CPU?尝试着回答这几个问题来判断一下:1)说出80386的中断门和陷阱门的区别;2)说出保护模式与实模式的区别;3)多处理器机器上,普通的读-改-写回一块内存这样的动作,为什么需要特殊的手段来保护。等等。讲解基于其它CPU的Linux内核的书,目前好象只有一本《IA64Linux内核:设计与实现》──也还是Intel的,其它都是讲解基于IA32的。 以上算是知识方面吧,如果还要再补充一条,我想就是:动手编译过内核。 好了,我们接下来走。好多人装上Linux之后,第一件事找到内核源码所在的路径,打开一个C程序文件,开始哗哗哗翻页,看看大名鼎鼎的Linux内核代码到底长啥模样──然后关闭。这是可理解的,但却不是学习的方法。刚开始,必须从读书入手。至少要对内核有一个Overview之后,才有可能带着问题去试图阅读源代码本身。 下面就讲一下我读过的几本书: 1、《Linux内核设计与实现》,英文名Linux Kernel Development(所以有人叫它LKD),机械工业出版社,¥35, 美国Robert Love著,陈莉君译者。 评说:此书是当今首屈一指的入门最佳图书。作者是为2.6内核加入了抢占的人,对调度部分非常精通,而调度是整个系统的核心,因此本书是很权威的。这本书讲解浅显易懂,全书没有列举一条汇编语句,但是给出了整个Linux操作系统2.6内核的概观,使你能通过阅读迅速获得一个overview.而且对内核中较为混乱的部分(如下半部),它的讲解是最透彻的。对没怎么深入内核的人来说,这是强烈推荐的一本书。 翻译:翻译水平、负责任程度都不错,但是印刷存在一些错误。买了此书的朋友可以参考我在Linux高级应用版的《Linux内核设计与实现中文版勘误》: 2、《Linux内核源代码情景分析》上、下。毛德操、胡希明著,浙江大学出版社,上册¥80,下册¥70. 评说:本书是基于2.4.0内核的,比较早,也没听说会出第二版。上册讲解内存管理、中断、异常与系统调用、进程控制、文件系统与传统Unix IPC;下册讲解socket、设备驱动、SMP和引导。关于这套书的评价褒贬不一,我个人认为其深度是同类著作中最优秀的。本书基于Intel IA32体系,由于厚度大,很多体系上的知识都捎带讲解了,所以如果你想深入了解内核的工作机制而又不非常熟悉Intel CPU的体系构造,本书是最合适的。缺点是:版本较老,没有TCP/IP协议栈部分(它讲的socket只是Unix域协议的),图表太少,不适合初学者入门。还有就是对学生朋友来说,可能书价偏高,这样的话可以考虑先买上册,因为上册是核心部分,下册一大部分都在讲具体PCI/ISA/USB设备的驱动。 翻译:没什么翻译,作者是国人,而且行文流畅。本人书桌上诸多计算机经典图书当中,这套是唯一又经典又无阅读障碍的。 好多朋友已经把这书读到六七遍了,我很惭愧,上册差不多读熟了,下册就SMP部分还看过──但这就花费了整整1年的时间,还有好多弄不懂的。这里顺便说明另外一个研究内核常见的误区:目标太庞大。要知道Linux内核(最新的2.6.13)bzip2压缩之后37M,解压缩之后244M,根本不是哪个人能够吃透的。即使是内核的核心开发团队中,恐怕也只Linus Torvalds、Alan Cox、David Miller、Ingo Molnar寥寥数人会有比较全面的了解,其它人都是做自己专门的部分。 我自己来说,目前已经决定放弃内存管理的全部(slab层、LRU、rbtree等)、文件系统部分、外设驱动部分,暂时也没打算弄IA32以外的其它体系的部分。

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