Linux0.01內核基本上分析完了，高版本的內核也看了一點。有一點心得與大家分享 一下吧！這裡我並不打算說具體的技術方面的東西，而是針對讀內核的方法，談談自己 的一點感受。 我前段時間主要看的是0.01版本的內核。Linux0.01是Linux的"祖師爺"Linus完成的最早 的一個Linux版本，其內核編譯後僅僅只有512K，麻雀雖小，五髒俱全，0.01包括了從軟 盤啟動、文件系統、控制台管理的操作系統完整功能，並提供了不少標准的用戶接口， 具體有kernel, boot, fs, init，mm等幾個部分，沒有網絡部分。 為什麼選擇Linux0.01？各位大蝦一看到0.01肯定直搖頭：哎呀，都什麼時代的東東 了，有看的必要麼？筆者當初選擇0.01並沒有太多的想法，只是Tm-linux小組剛開始選 擇的是0.01，於是就開始讀吧，現在仔細想想，讀Linux0.01對於初學者來說可能更容易 上手些。可能有下面的幾個好處吧 1)0.01的代碼量較小。很多同學都曾有成為Linux高手的欲望，也曾抱回若干磚頭書，但 Linux的發展何其之快，而coder又是黑客型高手，往往堅持不了多長時間而中途放棄！ 2)0.01的代碼簡單而精簡（這個簡單當然是相對於後續版本而言的）。實際上0.01完成 的就是一個操作系統的最初的要求，包括啟動，進程調度，內存管理等，而這些往往與 硬件結合，在看高版本的內核時往往還沒有接觸到這些硬件知識，層層下調已經把你搞 糊塗了。 3）從低版本看更能看到技術進步的源動力，比如0.01的內核很小，其啟動代碼可以只放 在一個扇區內，而後續版本的內核較大，無法放入一個扇區內，於是壓縮核心的裝入方 法誕生了。再如內存管理，0.01的內存管理比較簡單，內存的申請釋放直接通過使用前申請， 使用後釋放，但考慮以後的版本功能復雜，如何解決可能的"外碎片"問題，如何解決內存不足的問題，於是對後續版本采用的"伙伴算法" ，slab技術，頁面守護進程有更好的理解。 我說上面的這一些並非是為0.01做廣告啦，而是提醒一下讀內核可能遇到的問題： 比如說層次復雜難以理清，代碼眾多不知主次，哪些是操作系統必需的，那些是為提高系 統性能的等。 看內核的目的是什麼，這是每個看內核的人都需要問問自己的問題。 我想對於大多數初看內核的人來說，最重要的是解決從操作系統原理到一個實際操 作 系統的過渡，簡單一點說是操作系統到底是怎麼跑起來的。操作系統原理大家都學了，但 一個操作系統到底是怎麼啟動的，所謂的保護模式到底是怎麼一回事，進程調度和切換 到底是怎麼進行的，一個文件系統具體應該怎樣，可能很多還是模糊的。通過看Linux內 核，這些問題可以得到清晰的解答。 當然，一個有強大生命力的操作系統決不會僅僅滿足於能跑起來，她采用的眾多先進的 技術使得她有出色的性能，對於以後的工程設計、編程還有類Unix下的系統開發會有很 多幫助。 鑒於Linux的強大技術實力，在很多領域都會遇到跟其采用技術相關的，如嵌入式領域, 網絡接口等等。理解了內核，當然在以後的開發中可以事半功倍。 我當初讀內核的目的比較簡單，我就是想看看Linux是怎麼跑起來的，為什麼多個進程可 以互不干擾的運行。 我讀代碼的工具是用的source insight，可惜不能自動識別匯編.s文件，而0.01匯編文 件不少。哦，講了這麼多，還沒進入主題：我的體會心得啦 從哪部分開始讀，一般讀內核都建議從boot部分開始讀，這樣循序漸進，而且一般啟動 部分似乎最神秘，最能滿足好奇心啦！不過我是從memory部分開始讀的，因為對邏輯地 址到物理地址的轉換一直很模糊。從你感興趣的地方開始讀，在以後比較容易堅持。在讀內核的方法上，我建議"先橫後縱"。 在讀內核的方法上，我建議"先橫後縱"。 SoUCe insight的好處就是你點上某個函數，能自動顯示該函數的定義，這樣比較方便的 跳入察看。對於剛開始看內核的人，我並不太建議一開始用這種方法。因為函數層層嵌 套，等你下到最底層，早已忘了當初的調用的功能，建議只跳一層看看調用函數的注解 或者簡單看看函數代碼猜測功能，做一些記號。 我個人覺得，操作系同比較重要的是數據結構和算法，算法固然在程序中體現，而數據結 構需要查看相關的頭文件及相關的文件才能了解。所以剛開始時我還是采用一個文件一 個文件的讀，即所謂的"橫"，因為一個文件中的安排總是對特定的數據結構的一些操作 ，你有更多的機會去理解各個主要數據結構的功能，包括結構中各個子項的含義。當然 不要忘了寫注釋啦（雖然現在的理解可能並不准確）。 在一個模塊，如FS模塊的各個文件都讀完之後，就采用了所謂的"縱"了，你可以選擇一 個比較重要的函數入手，進行層層跳入（或若干層）以領會各個數據結構間的有機關系 。如fs模塊涉及的主要數據結構有：超級塊，節點索引塊，數據索引塊，高速緩沖塊， 文件等，在單獨理解各個相關文件後，可以從do_execve入手，看一個文件從輸入文件參 數到最後執行的主要步驟，進而理解VFS和具體fs之間的接口。 在每一個主要模塊讀完之後，最後自己寫一份總結（書面總結啦），看看自己對這個模 塊的把握。因為讀代碼往往是比較細致的，可能專注於讀懂代碼本身而忽略了模塊的功 能和組織形式。這點我認為比較重要，所謂"牛吃草要反刍回味"，讀代碼也許要在看完 之後進行總結，這樣才能上升一個層次，真正理解其方法和結構的精妙之處。 最後，談談看Linux內核需要的一些基礎吧 1） Intel386硬件知識，比如各寄存器，TSS，段描述表（IDT,GDT，LDT）等，段頁轉換 機制等（高版本的Linux支持其他硬件體系，但對intelx86的比較熟一些吧） 2） 匯編指令，尤其是AT&T語法及其遷入式匯編，當初我初次看到諸如 代碼: __asm__("std ; repne ; scasw\n\t" "jne 1f\n\t" "movw $1,2(%%edi)\n\t" "movw $1,2(%%edi)\n\t" "sall $12,%%ecx\n\t" "movl %%ecx,%%edx\n\t" "addl %2,%%edx\n\t" "movl $1024,%%ecx\n\t" "leal 4092(%%edx),%%edi\n\t" "rep ; stosl\n\t" "movl %%edx,%%eax\n" "1:" :"=a" (__res) :"0" (0),"i" (LOW_MEM),"c" (PAGING_PAGES), "D" (mem_map+PAGING_PAGES-1) :"di","cx","dx"); 這樣的一條匯編語句感到頭腦發脹，不過了解其格式後，多看就習慣了。 3） 操作系統的基本知識，對於操作系統的一般理解，這個大家都有吧！ 4） 一本或幾本Linux內核的參考書，有參考書總要好得多，畢竟很多數據結構不用自己 去猜，我在讀0。01感覺有很大不同，很多地方只能猜，不過還是有用的。至於Linux內 核的書已經很多了，到都樂去看看就知道了 5） 恆心+毅力：這是最重要的一點，初始的興趣往往會被遇到的困難一掃而光，再加上 其他雜七雜八的事情，堅持確實很困難。當初Tm-linux組剛開始參加內核分析的人不下 幾十，但堅持到底的也就寥寥數人（這只是0.01哦） 6） 跟別人多多交流，畢竟個人能力有限，通過交流，可以增進知識，我很鼓勵書面的 交流，雖然可能需要花費一些時間來寫，因為書面的東西以後可查，而書面的跟別人交 流總希望正確一點，少犯錯誤啦。這一點西安交大做得比較好，組織了Linux內核論壇， 隔一段時間聚會交流一次，每次有一主題，先有人主講，然後大家互相討論。 這些你有些沒有嗎，那麼恭喜你啦，因為通過讀內核你就可以增加這方面的知識和經驗 了。 讀內核也不是最終目的，對自己在嵌入式系統的開發，或Linux的"運用自如"，或者實現 自己的操作系統，那才是"劍出鞘時"！ 估計成電讀Linux內核的人不少，只是大家交流比較少，我想交流還是很重要的，雖然牛 人從來都不是問出來的，但具體問題通過交流可以增加理解，提高認識。很願意也鼓勵 大家通過各種方式交流，雖然我不是大牛（也不是小牛啦J），很願意通過bbs，Email， 或其他方式進行交流。 羅嗦了這麼多，希望自己的一點見解能對大家有所啟發，也希望成電湧現更多的Linux牛人啦！
