成為Linux核心高手的四個方法

jobbole發表於2014-01-08
Linux

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

　　我曾經問別人如何開始核心程式設計的學習，他們基本上都說：①如果你不需要了解核心是如何為你工作的，你為何要嘗試呢？②你應該訂閱Linux核心郵件列表，然後努力去理解。③如果你不去編寫針對Linux核心的程式碼，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，他們是有關作業系統和Linux核心是怎樣在你的專案裡工作的，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瞭解了更多。

　　對於下面這幾個途徑，你只需要瞭解一些C語言和組合語言（至少要會複製貼上）。我會寫一些小的C程式，還會用匯編來上課，雖然這些我都忘得差不多了。

　方法一：編寫你自己的作業系統

　　這看起來是一個相當可怕的方法。但事實上並不是！我是從rustboot這個專案開始的，重要的是它已經可以工作了。然後我會做一些簡單的事情，比如讓螢幕由紅色變為藍色，列印字元到螢幕，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，你的作業系統沒有必要做得很大很專業——如果你能夠讓它把螢幕顏色由紅色變為紫色或者讓它列印一首視，你就算成功了。

　　你一定會想使用一個模擬器去執行你的作業系統，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。

　方法二：編寫寫一些核心模組！

　　如果你已經準備執行Linux了，那麼再寫一些核心模組就會是相當相當容易的，即使他們什麼都不會做。

　　這裡有一個能夠列印“Hello, hacker school!”到核心日誌的模組原始碼。它只有18行程式碼。基本上你只需要編寫一個init程式和一個cleanup函式就可以了。我並不知道__init和_exit這兩個巨集命令做了些什麼，但是我會使用他們！

　　編寫一個有一定功能的核心模組是比較難的。我做這個的時候，都是先決定要完成的功能（比如列印一個資訊給每一個經過核心的資料包），然後回去閱讀一些Kernel Newbies上的東西，再大量地使用谷歌來搜尋，再複製和貼上大量的程式碼來搞明白究竟該怎樣去編寫它。這裡有幾個核心模組的例子，我把他們放在了kernel-module-fun專案裡。

　方法三：參加一次Linux核心實習！

　　Linux核心團隊參與了GNOME女性擴充實習專案。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核心開發上，你就能參與核心的開發，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——你能夠為核心做一個格式化的補丁，這非常有趣。Sarah Sharp是一個Linux核心開發人員，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部落格文章，講述了在第一輪裡137個補丁是怎樣被允許加入到核心中去的。這些補丁也將會是你提供的！檢視申請說明！

　　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式設計師的反感）

　方法四：閱讀核心原始碼

　　這聽起來像是最糟糕的建議——“想要去了解核心是如何工作的就去看原始碼，太蠢了”

　　但事實上這個方法是非常有趣。你並不需要了解一切東西。當遇到無法理解的東西時，我就會感到無能為力，但是我告訴人們的時候，每個人都會說：“嗯，這就是傳說中的Linux核心，你不能理解很正常！”

　　我的朋友Dave最近給了我一個網站LXR，在裡面你可以閱讀到核心的資源，而且還提供了大量有用的引用連結。比如，如果你想要了解chmod這個命令的系統呼叫，你可以在the chmod_common definition頁面看到有關於它在Linux核心裡的定義！

　　這裡是部分chmod_common的部分程式碼，其中有一些我寫的註釋：

static int chmod_common(struct path *path, umode_t mode)
{
    struct inode *inode = path->dentry->d_inode;
    struct iattr newattrs;
    int error;
 
    // 不知道這是在幹什麼
    error = mnt_want_write(path->mnt);
    if (error)
        return error;
 
    // 互斥鎖！避免出現衝突現象!=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瞭核心的意義。我發現我所閱讀的程式碼大多都是生澀難懂的，但是也有一些（比如chmod的程式碼）是可以理解的。

　　總結幾個連結：

　　“這本書會教你怎樣編寫你自己的驅動和怎樣入侵與核心相關的地方”

  • 如果你在寫一個作業系統，OSDev wiki是一個不錯的網站
  • Kernel Newbies有一些給核心開發新手的資源，雖然在它的聊天室裡我有一些不爽的經歷。
  • Sarah Sharp是一個核心開發人員，負責Linux核心的對外服務，是非常好的一個女人。

　　原文連結： Julia Evans   翻譯： 伯樂線上 - haofly

相關文章