kernel新手培训计划

 

【新人培训之终极目标】 kernel新手培训计划来源: ChinaUnix博客 原本是我用Notes mail 写的培训kernel新人的计划，copy过来 有些格式可能有点乱， 附件里面是 我举的例子。 新手可以对照。
老手就不要看了，见笑了。

如果你从事kernel还没有入门， 或者在公司里面根本论不到你作kernel ， 也许你可以对照我的计划自学。

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

下面是我列出的新人kernel 学习计划， kernel很复杂， 想要入门不容易 。整个计划也基本上反应了我个人对于kernel的学习过程， 感觉上路子还是对的， 对别人应该也比较合适。 有些东西我也没有完全掌握， 比如并发和竟态，需要在长期的开发中积累经验才能彻底掌握， 我们只是从理论上先掌握它。

推荐书籍：
l            ldd3（linux device driver 第三版，有中文版）
l            ulk2 （understanding linux kernel 第二版，中文版），针对2.4 kernel，看起来，不太适合我们。
l            ulk3 （understanding linux kernel 第三版，只有英文版） ， 针对 2.6,不错， 我也正在看。
推荐学习网站：
      
www.kerneltravel.net
bbs网站：
      
www.linuxforum.net
里面的内核论坛和嵌入式论坛和driver论坛， 可以问问题。


一 ， 入门阶段
target：
知道什么是kernel ，大致了解kernel，解除对kernel的恐惧心理
1> Makefile
- target：
      Makefile 要熟悉，至少对应用程序的Makefile裁减要比较了解， 总之 对
Makefile 比较熟悉， 这是了解kernel的架构组织的基础 。
- 建议练习：
      交叉编译应用程序，裁减Makefile 。
- Status: 已经都练习过了。
- Enhance: 建议平时学习，多多学习Makefile ， 可以重点关注kernel代码里面的
Makefile的写法， 以及如何修改Kconfig 文件 ，如何在kernel源代码
           中， 加入新功能代码，如何添加修改Makefile
2> 在普通的PC上升级Linux kernel
- target:
      熟悉如何编译kernel 的源代码，升级kernel 后，要配置哪些文件，才能正确
的运行kernel
- Status:
- Enhance:
      无
3> 掌握如何用KGDB 调试kernel的源代码
- Target:
      掌握KGDB 和 kgdb 调试器的用法和常用的命令， 图形界面可选， 但是命令行
界面一定要掌握。

二，进阶阶段：
Target：
      进入到具体的编程阶段，加一些练习代码。 熟悉kernel的函数用法
4> 熟悉module的写法， 这是进入kernel的捷径
- Target：
      掌握module的的写法， 具体的Makefile怎么样写？怎么编译？掌握和module有
关的常用的函数，比如 export_symbol() ,MODULE_LICIENCE() 等等， 总之，ldd3头两章要看的比较熟悉才行。
      可以熟练的写一些module ，其实这些module都可以看成是一个driver或者一个内核模块的缩写或者简化版本。
      比如一个helloworld 的module 。 虽然简单， 也能反应很多问题。 driver就是在上面的基础上控制硬件而已。

- 练习：
      看ldd3 上面的 22 页上面的helloworld 小module程序。
      参照
http://dirac.org/linux/writing/lkmpg/2.6/chinese/lkmpg_chs/
来练习module的写法， 和实现一些简单的功能， 这些和arm 和x86 都是无关的， 是通用的。

5> 在x86 机器上练习如何给kernel加上一些系统调用。
- target :
了解什么是“系统调用” ， 系统调用的原理， 和 glibc里面的c函数有什么区别， 如何在kernel代码里面加系统调用 ， 用户程序如何调用这个系统调用 。
知道如何在kernel现有的基础上加上一些系统调用。
- 参考资料：
      
http://www.kerneltravel.net/journal/iv/index.htm
    陈莉君老师的网站
- 练习：
      我这里有个例子，比如实现一个系统调用：查找某个进程的pid （当然用ps ax
|grep 很容易搞定， 我们这里只是练习而已）
      可以参考我的例子：
      (See attached file: module_syscall.c)  (See attached file:
chardev_test.c) , 供参考， 这是我原来自己练习的例子。

6> 熟悉kernel一些常用的机制，一些基本函数的用法，
Target：
      了解kernel api的用法，
      例子：自旋锁， 信号量，同步，互斥。
推荐书籍：ldd3 （linux device driver 3rd） ，非常好
必看章节：
      第一章设备驱动程序简介，入门。
      第二章构造和运行模块， 了解什么是模块， 怎么编译， 大致怎么写？
      第三障字符设备，  写一个简单的模块，可以实现read write（） 函数， 和硬件无关， 因为我们不关心driver
      第四章debug ， 掌握printk的用法
选看章节，或者提高章节
第五章并发和竟态       一定要掌握
参考资料：
      ldd3
      下面是我在
www.linuxforum.net
上的一个讨论关于自旋锁和信号量分析的讨
论：对于了解信号量和spinlock的用法，比较有好处。
      (See attached file: spinlock讨论帖子.pdf)
      大家也可以充分利用
www.linuxforum.net
边讨论边学习。这种方式进步很快。
练习：
      - 一个module ， 实现read/write/ioctl() 函数。
      - enhance上面的module ， 要实现互斥同步的功能。 比如 实现一个module
， 当一个进程read的时候， 另一个进程再去读的时候，要阻塞调用，当第一个进程
释放这个资源的时候，第二个进程要被唤醒。
      这是我的例子：参考：(See attached file: chardev_test_waitqueue.c)
      关于，更多的互斥的例子，可以参考下面我的自己以前练习的例子：
      (See attached file: chardev_test_atomic.c)(See attached file:
chardev_test_sema.c)(See attached file: chardev_test_waitqueue.c)(See
attached file: chardev_test_wait_kmalloc.c)
      下面是 kernel里面timer的用法， 可以参考。
      (See attached file: chrdev_timer.c)
      编译module的时候 ，需要Makefile ，
      下面的Makefile可以作为例子：
      针对2.4 kernel的例子（仅仅是例子， 不要照抄）
      (See attached file: Makefile)
      针对2.6 kernel 的例子：
      (See attached file: Makefile)

6> 进阶资料
可以看看
www.kerneltravel.net
上面的文章， 相当不错，
推荐：内核中的调度与同步
http://www.kerneltravel.net/journal/vi/syn.htm
中断解析
http://www.kerneltravel.net/journal/viii/index.htm
7> 根据工作需要去看相应的代码， 比如 要看jffs2，就要看jffs2的代码，
      如果看实时，  就要看RT的实现代码如果你从事kernel还没有入门， 或者在公司里面根本论不到你作kernel ， 也许你可以对照我的计划自学。

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下面是我列出的新人kernel 学习计划， kernel很复杂， 想要入门不容易 。整个计划也基本上反应了我个人对于kernel的学习过程， 感觉上路子还是对的， 对别人应该也比较合适。 有些东西我也没有完全掌握， 比如并发和竟态，需要在长期的开发中积累经验才能彻底掌握， 我们只是从理论上先掌握它。

推荐书籍：
l            ldd3（linux device driver 第三版，有中文版）
l            ulk2 （understanding linux kernel 第二版，中文版），针对2.4 kernel，看起来，不太适合我们。
l            ulk3 （understanding linux kernel 第三版，只有英文版） ， 针对 2.6,不错， 我也正在看。
推荐学习网站：
      
www.kerneltravel.net
bbs网站：
      
www.linuxforum.net
里面的内核论坛和嵌入式论坛和driver论坛， 可以问问题。


一 ， 入门阶段
target：
知道什么是kernel ，大致了解kernel，解除对kernel的恐惧心理
1> Makefile
- target：
      Makefile 要熟悉，至少对应用程序的Makefile裁减要比较了解， 总之 对
Makefile 比较熟悉， 这是了解kernel的架构组织的基础 。
- 建议练习：
      交叉编译应用程序，裁减Makefile 。
- Status: 已经都练习过了。
- Enhance: 建议平时学习，多多学习Makefile ， 可以重点关注kernel代码里面的
Makefile的写法， 以及如何修改Kconfig 文件 ，如何在kernel源代码
           中， 加入新功能代码，如何添加修改Makefile
2> 在普通的PC上升级Linux kernel
- target:
      熟悉如何编译kernel 的源代码，升级kernel 后，要配置哪些文件，才能正确
的运行kernel
- Status:
- Enhance:
      无
3> 掌握如何用KGDB 调试kernel的源代码
- Target:
      掌握KGDB 和 kgdb 调试器的用法和常用的命令， 图形界面可选， 但是命令行
界面一定要掌握。

二，进阶阶段：
Target：
      进入到具体的编程阶段，加一些练习代码。 熟悉kernel的函数用法
4> 熟悉module的写法， 这是进入kernel的捷径
- Target：
      掌握module的的写法， 具体的Makefile怎么样写？怎么编译？掌握和module有
关的常用的函数，比如 export_symbol() ,MODULE_LICIENCE() 等等， 总之，ldd3头两章要看的比较熟悉才行。
      可以熟练的写一些module ，其实这些module都可以看成是一个driver或者一个内核模块的缩写或者简化版本。
      比如一个helloworld 的module 。 虽然简单， 也能反应很多问题。 driver就是在上面的基础上控制硬件而已。

- 练习：
      看ldd3 上面的 22 页上面的helloworld 小module程序。
      参照
http://dirac.org/linux/writing/lkmpg/2.6/chinese/lkmpg_chs/
来练习module的写法， 和实现一些简单的功能， 这些和arm 和x86 都是无关的， 是通用的。

5> 在x86 机器上练习如何给kernel加上一些系统调用。
- target :
了解什么是“系统调用” ， 系统调用的原理， 和 glibc里面的c函数有什么区别， 如何在kernel代码里面加系统调用 ， 用户程序如何调用这个系统调用 。
知道如何在kernel现有的基础上加上一些系统调用。
- 参考资料：
      
http://www.kerneltravel.net/journal/iv/index.htm
    陈莉君老师的网站
- 练习：
      我这里有个例子，比如实现一个系统调用：查找某个进程的pid （当然用ps ax
|grep 很容易搞定， 我们这里只是练习而已）
      可以参考我的例子：
      (See attached file: module_syscall.c)  (See attached file:
chardev_test.c) , 供参考， 这是我原来自己练习的例子。

6> 熟悉kernel一些常用的机制，一些基本函数的用法，
Target：
      了解kernel api的用法，
      例子：自旋锁， 信号量，同步，互斥。
推荐书籍：ldd3 （linux device driver 3rd） ，非常好
必看章节：
      第一章设备驱动程序简介，入门。
      第二章构造和运行模块， 了解什么是模块， 怎么编译， 大致怎么写？
      第三障字符设备，  写一个简单的模块，可以实现read write（） 函数， 和硬件无关， 因为我们不关心driver
      第四章debug ， 掌握printk的用法
选看章节，或者提高章节
第五章并发和竟态       一定要掌握
参考资料：
      ldd3
      下面是我在
www.linuxforum.net
上的一个讨论关于自旋锁和信号量分析的讨
论：对于了解信号量和spinlock的用法，比较有好处。
      (See attached file: spinlock讨论帖子.pdf)
      大家也可以充分利用
www.linuxforum.net
边讨论边学习。这种方式进步很快。
练习：
      - 一个module ， 实现read/write/ioctl() 函数。
      - enhance上面的module ， 要实现互斥同步的功能。 比如 实现一个module
， 当一个进程read的时候， 另一个进程再去读的时候，要阻塞调用，当第一个进程
释放这个资源的时候，第二个进程要被唤醒。
      这是我的例子：参考：(See attached file: chardev_test_waitqueue.c)
      关于，更多的互斥的例子，可以参考下面我的自己以前练习的例子：
      (See attached file: chardev_test_atomic.c)(See attached file:
chardev_test_sema.c)(See attached file: chardev_test_waitqueue.c)(See
attached file: chardev_test_wait_kmalloc.c)
      下面是 kernel里面timer的用法， 可以参考。
      (See attached file: chrdev_timer.c)
      编译module的时候 ，需要Makefile ，
      下面的Makefile可以作为例子：
      针对2.4 kernel的例子（仅仅是例子， 不要照抄）
      (See attached file: Makefile)
      针对2.6 kernel 的例子：
      (See attached file: Makefile)

6> 进阶资料
可以看看
www.kerneltravel.net
上面的文章， 相当不错，
推荐：内核中的调度与同步
http://www.kerneltravel.net/journal/vi/syn.htm
中断解析
http://www.kerneltravel.net/journal/viii/index.htm
7> 根据工作需要去看相应的代码， 比如 要看jffs2，就要看jffs2的代码，
      如果看实时，  就要看RT的实现代码。