专家坐堂：Godbach 详解Linux内核学习方法（获奖名单已公布-2014-1-14）

瀚海书香

回复 40# 帅绝人寰


   

chinafenghao

好活动，强烈支持。

asuka2001

为什么学习Linux内核？

除了兴趣还能是什么其他原因？我喜欢内核，非常喜欢，非常非常喜欢！！！

如何学习内核？

1. 兴趣 + 坚持 = 王道

2. 基础最重要:
操作系统理论：你连中断，调度，文件系统，进程等等概念都抓瞎就去看代码那能不事倍功半？
内核的底层机制：lock，list，wait_queue，completion，tasklet，workqueue，timer，rbtree，idr，等等等等你不混个熟脸你怎么读代码？
所以不要急于求成，基础打坚实了，必然事半功倍！

3. 内核的大体框架要明白，但是初学者务必要不求甚解
内核的源码树的结构你得清楚，Makefile和Kconfig当地图
内核的各个子系统你要清楚，但是不沉迷所有的细节中

4. 选择某个感兴趣的子系统开始剖析
核心数据结构体先混个脸熟，这个时候就是Documentation和google发挥作用的时候了
向外提供的功能接口，自身的初始化都可以作为不错的起点

5. 从熟悉的子系统往外浸润

6. 从菜鸟到老鸟过程中，多交流，多找有用的资源如内核邮件列表，lwn，论坛，各种经典书籍LKD3，LDD3，ULK3等等等等！
   
学习Linux内核对实际工作会有哪些实际帮助？

1. 满足我自己的好奇心

2. 不存在黑盒

3. 借鉴优秀的代码风格，算法，设计

4. 拓展你的眼界，面临问题你会有更多的选择

5. 提高自己阅读代码的水平和研究复杂系统的能力

sdau

Godbach老师，您好：
    关于内核，我比较专注网络方面的东西，有两个问题，纠结了好长时间，进展不下去，希望您能站在高处给我指点迷津

    1. iptables 的模块调试问题：

    关于 REDIRECT和DNAT 这个两个target，我只知道DNAT比REDIRECT强大，但是这样草草的结论，满足不了我这个追根究底的人，于是又了读内核代码的想法，其实不能算是内核，只能算是一个小模块，netfilter的架子我基本能看懂，当然细节肯定不行了，为了了解细节，我想到了KGDB调试，我建了kvm虚拟机，通过远程gdb调试，可以调试内核，但是却不能调试模块，给模块的函数加断点的时候，总是提示：

(gdb) b hook_init               # 失败在这一步：Cannot access memory at address 0xa004a080

    这断了我调试内核模块的想法，如果我说的不清楚，我可以把具体步骤贴出来

    我退而求其次，用ftrace不适很理想，ftrace不能看到函数的参数值，也用过SystemTap，太复杂了，为了调试一个小模块，杀鸡用牛刀了

    关于我这种情况，老师能给一个建议么？


    2. netlink通信问题：

    有没有类似wireshark的东西，可以抓到通信报文啊？

Godbach

回复 33# 左懒_ 、

第一次参加这种活动，说得不好请指教。谢谢！
1、为什么学习Linux内核？
    我开始学编程的时候就有一个很明确的目标，写一个自己的操作系统。而且在这方面也下了不少努力，自己也写过一个dome的系统玩玩。如果非要究根为什么喜欢内核，我也说不出什么。主要还是兴趣。

有兴趣就好，兴趣是能够持续研究的动力。 :wink:

2、如何学习内核？
    主要是看你要搞哪方面的吧，如果说要从头开始写一个系统的，汇编和CPU的知识肯定不能少，还有各种的操作系统原理需要的知识面甚广呢。如果是搞上层内核子系统的话，个人感觉从驱动设备开始学起最好的。驱动脱离了内核，又引用到内核接口。在开发的时候可以很方便地进行调式，有不用怕内核奔溃。总之，学内核，分两步，看和写。第一是看，看CPU架构的书，看操作系统的书，看各种开源的系统源码。第二是写，自己动手写一个玩具系统比看书更好。甚至比写驱动更好。

直接上手就写系统的，我觉得还是很锻炼人的，可以学到很多系统设计的东西。


   

Godbach

回复 30# kiongf
能够集中时间，系统的研究一下内核，还是很值得纪念的。

虽然工作中未必用得到，但很多程序设计的思路可以借鉴。而且将来工作的久了，早晚会遇上相关的工作内容。那时就可大展身手了。


   

Godbach

帅绝人寰 发表于 2013-12-19 14:38
>       正在努力寻找这方面的工作。 虽然不一定最后能做这个, 但至少现在能乐在其中。

我有个朋友 ...

什么职位，赶紧发 JD 啊

Godbach

回复 43# asuka2001

3. 内核的大体框架要明白，但是初学者务必要不求甚解
内核的源码树的结构你得清楚，Makefile和Kconfig当地图
内核的各个子系统你要清楚，但是不沉迷所有的细节中

4. 选择某个感兴趣的子系统开始剖析
核心数据结构体先混个脸熟，这个时候就是Documentation和google发挥作用的时候了
向外提供的功能接口，自身的初始化都可以作为不错的起点

5. 从熟悉的子系统往外浸润

总结的非常好，赞一个。:wink:

   

Godbach

回复 44# sdau

1. iptables 的模块调试问题：

    关于 REDIRECT和DNAT 这个两个target，我只知道DNAT比REDIRECT强大，但是这样草草的结论，满足不了我这个追根究底的人，于是又了读内核代码的想法，其实不能算是内核，只能算是一个小模块，netfilter的架子我基本能看懂，当然细节肯定不行了，为了了解细节，我想到了KGDB调试，我建了kvm虚拟机，通过远程gdb调试，可以调试内核，但是却不能调试模块，给模块的函数加断点的时候，总是提示：

(gdb) b hook_init               # 失败在这一步：Cannot access memory at address 0xa004a080

    这断了我调试内核模块的想法，如果我说的不清楚，我可以把具体步骤贴出来

    我退而求其次，用ftrace不适很理想，ftrace不能看到函数的参数值，也用过SystemTap，太复杂了，为了调试一个小模块，杀鸡用牛刀了

    关于我这种情况，老师能给一个建议么？

老师不敢当。

DNAT 和 REDIRECT 用在不同的场合，有时 REDIRECT 用起来会更简单那一些。

对于网络模块的研究，我个人倾向于两手抓：
一是读代码，结合模块的功能，大致的梳理代码的流程，并记录下自己有疑问的环节，可以通过google试着找是否存在相关的问题。这是属于逻辑研究层次。
二是调试，这个所谓的调试不是单步代码级别的调试，而是功能层次的调试。结合你已经存在的疑问，在代码的对应的位置，加上一些打印信息。看看数据的处理是否达到预期。网络方面的功能很多都是模块化的，无非就是 insmod/rmmod 来回的测试。大不了 Oops 了，重启一下机器。 Kernel Maillist 中曾有人问内核中最好的调试方法是什么，有人回答 printk，不无道理。

    2. netlink通信问题：

    有没有类似wireshark的东西，可以抓到通信报文啊？

这里如果你想抓去 netlink通信报文的话，我觉得可以直接修改你的应用程序，把接收数据部分打印出来就可以。kernel 里面也可以对应位置加调试信息。

研究 kernel，不要怕 Oops，不要怕重启。很多 BUG，都是在多次 Oops 和重启之后，才找到原因的。:wink:

   

左懒_

回复 45# Godbach


    自己写过一遍后再去看别人实现的代码会有一种亲切感...看到别人精华之处更会拍手称绝