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成為 Linux 內核高手的四個方法

(之前我在 CUSEC 網站發表了關於內核並不可怕的一篇文章,本文是後續。)

我曾經問別人如何開始內核編程的學習,他們基本上都說:
1. 如果你不需要了解內核是如何為你工作的,你為何要嘗試呢?
2. 你應該訂閱Linux內核郵件列表,然後努力去理解。
3. 如果你不去編寫針對Linux內核的代碼,你就是在浪費時間。

這些對我一點兒幫助都沒有。所以我在這裡列舉了一些可行的方法,他們是有關操作系統和Linux內核是怎樣在你的項目裡工作的,而且還很有趣。雖然我知道得並不多,但至少比我做這些之前了解了更多。

對於下面這幾個途徑,你只需要了解一些C語言和匯編語言(至少要會復制粘貼)。我會寫一些小的C程序,還會用匯編來上課,雖然這些我都忘得差不多了。

rustboot這個項目開始的,重要的是它已經可以工作了。然後我會做一些簡單的事情,比如讓屏幕由紅色變為藍色,打印字符到屏幕,持續獲取鍵盤中斷來工作。

MikeOS 是我另一個有趣的開始。請記住,你的操作系統沒有必要做得很大很專業——如果你能夠讓它把屏幕顏色由紅色變為紫色或者讓它打印一首詩,你就算成功了。

你一定會想使用一個仿真器去運行你的操作系統,比如 qemu。OSDev wiki同樣是一個很有用的網站——上面有很多你會碰到的常見的問題。

模塊源代碼。它只有18行代碼。基本上你只需要編寫一個init進程和一個cleanup函數就可以了。我並不知道__init和_exit這兩個宏命令做了些什麼,但是我會使用他們!

編寫一個有一定功能的內核模塊是比較難的。我做這個的時候,都是先決定要完成的功能(比如打印一個信息給每一個經過內核的數據包),然後回去閱讀一些 Kernel Newbies上的東西,再大量地使用谷歌來搜索,再復制和粘貼大量的代碼來搞明白究竟該怎樣去編寫它。這裡有幾個內核模塊的例子,我把他們放在了 kernel-module-fun 項目裡。

GNOME女性拓展實習項目。它是驚人、奇妙並且令人非常愉快的一個活動。這意味著,如果你是一個女人並且願意花費三個月時間在內核開發上,你就能參與內核的開發,並且不需要任何的經驗,還能得到一些報酬(5000美元)。在 Kernel Newbies上有關於它的介紹。

如果你對此感興趣,那會是非常值得去申請的——你能夠為內核做一個格式化的補丁,這非常有趣。Sarah Sharp是一個Linux內核開發人員,她在協調這個活動而且她本人也是非常熱心的。你可以閱讀她的這篇博客文章,講述了在第一輪裡137個補丁是怎樣被允許加入到內核中去的。這些補丁也將會是你提供的!查看申請說明!

如果你不是一個女生,那麼可以選擇Google Summer of Code這個相似的活動。(編注:這句話可能會引起女程序員的反感)

LXR,在裡面你可以閱讀到內核的資源,而且還提供了大量有用的引用鏈接。比如,如果你想要了解chmod這個命令的系統調用,你可以在 the chmod_common definition 頁面看到有關於它在Linux內核裡的定義!

這裡是部分chmod_common的部分代碼,其中有一些我寫的注釋:

static int chmod_common(struct path *path, umode_t mode)
{
    struct inode *inode = path->dentry->d_inode;
    struct iattr newattrs;
    int error;

    // 不知道這是在干什麼
    error = mnt_want_write(path->mnt);
    if (error)
        return error;

    // 互斥鎖!避免出現沖突現象!=D 
    mutex_lock(&inode->i_mutex);

    // 我猜這是在檢查是否能使用chmod
    error = security_path_chmod(path, mode);
    if (error)
        goto out_unlock;
    // 我猜這是在改變mode的值
    newattrs.ia_mode = (mode & S_IALLUGO) | (inode->i_mode & ~IALLUGO);
    newattrs.ia_valid = ATTR_MODE | ATTR_CTIME;
    error = notify_change(path->dentry, &newattrs);
out_unlock:
    mutex_unlock(&inode->i_mutex); // 完成時就解除互斥鎖
    mnt_drop_write(path->mnt); // ???
    return error;
}

我覺得這個過程是很有趣的,而且也幫助了我闡明了內核的意義。我發現我所閱讀的代碼大多都是生澀難懂的,但是也有一些(比如chmod的代碼)是可以理解的。

總結幾個鏈接:

  • Jessica McKellar在Ksplice blog上的博客文章
  • 《Linux Device Drivers》是這樣描述它自己的,我發現還是有點用:

    “這本書會教你怎樣編寫你自己的驅動和怎樣入侵與內核相關的地方”

  • 如果你在寫一個操作系統,OSDev wiki是一個不錯的網站

  • Kernel Newbies有一些給內核開發新手的資源,雖然在它的聊天室裡我有一些不爽的經歷。
  • Sarah Sharp是一個內核開發人員,負責Linux內核的對外服務,是非常好的一個女人。

原文:4 paths to being a kernel hacker
轉載自:伯樂在線 - haofly

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