Роберт лав разработка ядра linux 3 издание
Ядро Linux. Описание процесса разработки. 3-е издание.
Автор — Роберт Лав
3-е издание книги Роберта Лава «Ядро Linux: Описание процесса разработки», предназначена для разработчиков программного обеспечения, которые хотят понять, как устроено ядро операционной системы Linux. Тем не менее она не является сборником построчных комментариев, извлеченных из исходного кода ядра. Ее также нельзя считать руководством по разработке драйверов или справочником по программному интерфейсу (API) ядра. Целью книги является предоставление достаточной информации о структуре и реализации ядра, чтобы подготовленный программист смог начать разработку программного кода.
В книге обсуждаются как вопросы теории, так и практические приложения, она обращена к людям, которые интересуются и тем и другим. Данная книга освещает как использование основных подсистем ядра, так и особенности их устройства и реализации. Предполагается, что читатель знаком с языком программирования С и операционной системой Linux. Некоторые знания принципов построения операционных систем также желательны.
Эта книга будет полезна студентам, изучающим основы построения операционных систем, в качестве прикладного пособия и вводного материала по соответствующей теории. Книга пригодна как для расширенных специальных курсов, так и для общих специальных курсов, причем в последнем случае без дополнительных материалов.
Источник
Роберт Лав — Разработка ядра Linux
Описание книги «Разработка ядра Linux»
Описание и краткое содержание «Разработка ядра Linux» читать бесплатно онлайн.
В книге детально рассмотрены основные подсистемы и функции ядер Linux серии 2.6, включая особенности построения, реализации и соответствующие программны интерфейсы. Рассмотренные вопросы включают: планирование выполнения процессов, управление временем и таймеры ядра, интерфейс системных вызовов, особенности адресации и управления памятью, страничный кэш, подсистему VFS, механизмы синхронизации, проблемы переносимости и особенности отладки. Автор книги является разработчиком основных подсистем ядра Linux. Ядро рассматривается как с теоретической, так и с прикладной точек зрения, что может привлечь читателей различными интересами и потребностями.
Книга может быть рекомендована как начинающим, так и опытным разработчикам программного обеспечения, а также в качестве дополнительных учебных материалов.
Разработка ядра Linux
Посвящается Дорис (Doris) и Хелен (Helen)
В связи с тем, что ядро и приложения операционной системы Linux используются все более широко, возрастает число разработчиков системного программного обеспечения, желающих заняться разработкой и поддержкой операционной системы Linux. Некоторые из этих инженеров руководствуются исключительно собственным интересом, некоторые работают в компаниях, которые занимаются операционной системой Linux, некоторые работают на производителей компьютерных аппаратных средств, некоторые заняты в проектах по разработке программного обеспечения на дому.
Однако все они сталкиваются с общей проблемой: кривая затрат на изучение ядра становится все длиннее и круче. Система становится все более сложной и, кроме того, очень большой по объему. Годы проходят, и нынешние члены команды разработчиков ядра приобретают все более широкие и глубокие знания, что увеличивает разрыв между ними и разработчиками-новичками.
Я уверен, что понимание основного кода ядра Linux уже сейчас является проблемой, приводящей к ухудшению качества ядра, и в будущем эта проблема станет еще более серьезной. Все, кому нравится операционная система Linux, несомненно, заинтересованы в увеличении числа разработчиков, которые смогут внести свой вклад в развитие ядра этой операционной системы.
Один из возможных подходов к решению данной проблемы — ясность исходного кода: удобные интерфейсы, четкая структура, следование принципу «Делать мало, но делать хорошо» и т.д. Такое решение предложено Линусом Торвальдсом (Linus Torvalds).
Подход, который предлагаю я, состоит в использовании большего числа комментариев внутри исходного кода, что поможет читателю понять, чего хотел достичь программист. (Процесс выявления расхождений между целью и реализацией известен как отладка. Этот процесс значительно затрудняется, если не известно, чего хотели достичь.)
Однако комментарии все же не дают представления о том, для чего предназначено большинство подсистем и как разработчики приступали к их реализации.
Именно печатное слово лучше всего подходит для стартовой точки такого понимания.
Вклад Роберта Лава (Robert Love) состоит в предоставлении возможности, благодаря которой опытные разработчики смогут получить полную информацию о том, какие задачи должны выполнять различные подсистемы ядра и каким образом предполагается выполнение этих задач. Этой информации должно быть достаточно для многих людей: для любопытных, для разработчиков прикладного программного обеспечения, для тех, кто хочет ознакомиться с устройством ядра, и т.д.
Кроме того, данная книга является ступенькой, которая может перенести начинающих разработчиков на новый уровень, где изменения в ядро вносятся для того, чтобы достичь определенной цели. Я хотел бы посоветовать начинающим разработчикам, чтобы они не боялись испачкать свои руки: наилучший способ понять какую- либо часть ядра — это внести в нее изменения. Внесение изменений повышает понимание разработчика до уровня, которого нельзя достичь простым чтением кода ядра.
Серьезный разработчик ядра присоединится к спискам рассылки разработчиков и будет контактировать с другими коллегами. Это основной способ, позволяющий разработчикам учиться и быть на высоком уровне. Роберт очень хорошо осветил механизмы и культуру этой важной части жизни сообщества разработчиков ядра.
Пользуйтесь книгой Роберта и учитесь по ней! Может быть, и вы решите сделать следующий шаг и вступить в сообщество разработчиков ядра, куда мы вас и приглашаем. Людей ценят по важности их дел, поэтому, помогая развитию операционной системы Linux, знайте, что ваша работа — небольшая, но непосредственная помощь десяткам или даже сотням миллионов людей.
Эндрю Мортон (Andrew Morton) Open Source Development Labs
Когда я сделал первую попытку превратить свой опыт работы с ядром Linux в текст книги, понял, что не знаю, как двигаться дальше. Не хотелось просто писать еще одну книгу о ядре операционной системы. Конечно, на эту тему не так уж и много книг, но все же я хотел сделать что-то такое, благодаря чему моя книга была бы особенной. Как достичь этой цели? Я не могу успокоиться, пока не сделаю что- нибудь особенное, лучшее в своем роде.
Наконец я решил, что смогу предложить достаточно уникальный подход к данной теме. Моя работа — изучение и разработка ядра операционной системы. Мое увлечение — изучение и разработка ядра операционной системы. Моя любовь — ядро операционной системы. Конечно, за многие годы я успел собрать много интересных анекдотов и полезных советов. С моим опытом я смог бы написать книгу о том, как нужно разрабатывать программный код ядра и как этого делать не нужно. Прежде всего, эта книга об устройстве и практической реализации ядра операционной системы Linux. В ней информация представлена так, чтобы получить достаточно знаний для решения реальных практических задач и чтобы эти задачи решать правильно. Я человек прагматичный, и книга имеет практический уклон. Она должна быть полезной, интересной и легко читаться.
Я надеюсь, что читатели, после прочтения этой книги, получат хорошее понимание тек правил (писанных и неписаных), которые действуют в ядре операционной системы. Я также надеюсь, что читатели сразу после прочтения этой книги смогут начать действовать и писать полезный, правильный и хороший код ядра. Конечно, эту книгу можно читать и просто ради интереса.
Это то, что касалось еще первого издания книги. Однако время идет и снова приходится возвращаться к рассмотренным вопросам. В этом издании представлено несколько больше информации по сравнению с первым: материал серьезно пересмотрен и доработан, появились новые разделы и главы. С момента выхода первого издания в ядро были внесены изменения. Однако, что более важно, сообщество разработчиков ядра Linux приняло решение[1] в ближайшем будущем не начинать разработку серии ядра 2.7. Было решено заняться стабилизацией серии ядра 2.6. Стабилизация включает в себя много моментов, тем не менее есть один важный, который касается данной книги, — книга, которая посвящена ядру серии 2.6, остается актуальной. Если изменения происходят не слишком быстро, то существует большой шанс, что «моментальный снимок» ядра останется актуальным и в будущем. В конце концов, книга сможет вырасти и стать канонической документацией по ядру. Я надеюсь, что именно такая книга и находится у вас в руках.
Как бы там ни было, книга написана, и я надеюсь, что она вам понравится.
Разработка программного кода ядра операционной системы не требует наличия гениальной, волшебной или густой бороды Unix-хакера. Хотя ядро операционной системы и имеет некоторые свои особенности, оно незначительно отличается от любого большого программного продукта. Так же как и в случае любой сложной программы, здесь есть, что изучать, но в программировании ядра не намного больше священных или непонятных вещей, чем в создании любой другой программы.
Очень важно, чтобы вы читали программный код. Доступность открытого исходного кода операционной системы Linux — это подарок, который встречается очень редко. Однако недостаточно только читать исходный код. Необходимо взяться за дело серьезно и изменять этот программный код. Находите ошибки и исправляйте их! Улучшайте драйверы для своего аппаратного обеспечения! Находите слабые места и закрывайте их! У вас все получится, если вы будете сами писать программный код.
Эта книга посвящена ядрам Linux серии 2.6 и базируется на версии ядра 2.6.10. Ядро — это «движущийся объект», и никакая книга не в состоянии передать динамику во все моменты времени. Тем не менее базовые внутренние структуры ядра уже сформировались, и основные усилия по представлению материала были направлены на то, чтобы этот материал можно было использовать и в будущем.
Эта книга предназначена для разработчиков программного обеспечения, которые заинтересованы в понимании ядра операционной системы Linux. Тем не менее это не построчные комментарии исходного кода ядра. Это также не руководство по разработке драйверов и не справочник по программному интерфейсу (API) ядра (кстати, формализованного API ядра Linux никогда не было). Целью книги является предоставление достаточной информации об устройстве и реализации ядра для того, чтобы подготовленный программист смог начать разработку программного кода. Разработка ядра может быть увлекательным и полезным занятием, и я хочу ознакомить читателя с этой сферой деятельности по возможности быстро. В книге обсуждаются как вопросы теории, так и практические приложения, она обращена к людям, которые интересуются и тем, и другим. Я всегда придерживался мнения, что для понимания практических приложений необходима теория, тем не менее я считаю, что эта книга не сильно углубляется в оба этих направления. Я надеюсь, что, независимо от мотиваций необходимости понимания ядра операционной системы Linux, эта книга сможет объяснить особенности устройства и реализации в достаточной степени.
Источник
Роберт лав разработка ядра linux 3 издание
Ядро Linux. Описание процесса разработки (2014)
Автор: Роберт Лав
Исчерпывающее руководство по проектированию и реализации ядра Linux. В этой книге описаны основные принципы проектирования и детали реализации ядра Linux. Материал представлен в форме, удобной как для тех, кто занимается разработкой кода ядра, так и для программистов, которые хотят лучше понять особенности работы операционных систем и соответственно разрабатывать более эффективные прикладные программы. В книге детально рассмотрены основные подсистемы и функции ядра Linux, особенности их построения, реализации и соответствующие программные интерфейсы. При этом ядро рассматривается под разными углами: теоретическим и прикладным, что может привлечь читателей с различными интересами и запросами. Автор книги является разработчиком основных подсистем ядра Linux. Он делится своим бесценным опытом и знаниями по ядрам Linux серии 2.6. Рассмотренные вопросы включают управление процессами, системный планировщик, отсчет времени и таймеры ядра, интерфейс вызовов системных функций, особенности адресации и управления памятью, страничный кеш, подсистема VFS, механизмы синхронизации, проблемы переносимости и особенности отладки. В книге также рассмотрены интересные новшества, которые появились в ядрах серии 2.6, такие как планировщик CFS, мультипрограммный режим работы ядра, уровень блочного ввода-вывода и планировщики ввода-вывода. В третье издание этой книги включен ряд новых материалов, а старые главы подверглись существенному обновлению.
В прикрепленном файле фрагмент книги на русском языке.
Источник
Роберт лав разработка ядра linux 3 издание
Ядро Linux. Описание процесса разработки (2014)
Автор: Роберт Лав
Исчерпывающее руководство по проектированию и реализации ядра Linux. В этой книге описаны основные принципы проектирования и детали реализации ядра Linux. Материал представлен в форме, удобной как для тех, кто занимается разработкой кода ядра, так и для программистов, которые хотят лучше понять особенности работы операционных систем и соответственно разрабатывать более эффективные прикладные программы. В книге детально рассмотрены основные подсистемы и функции ядра Linux, особенности их построения, реализации и соответствующие программные интерфейсы. При этом ядро рассматривается под разными углами: теоретическим и прикладным, что может привлечь читателей с различными интересами и запросами. Автор книги является разработчиком основных подсистем ядра Linux. Он делится своим бесценным опытом и знаниями по ядрам Linux серии 2.6. Рассмотренные вопросы включают управление процессами, системный планировщик, отсчет времени и таймеры ядра, интерфейс вызовов системных функций, особенности адресации и управления памятью, страничный кеш, подсистема VFS, механизмы синхронизации, проблемы переносимости и особенности отладки. В книге также рассмотрены интересные новшества, которые появились в ядрах серии 2.6, такие как планировщик CFS, мультипрограммный режим работы ядра, уровень блочного ввода-вывода и планировщики ввода-вывода. В третье издание этой книги включен ряд новых материалов, а старые главы подверглись существенному обновлению.
Источник
Разработка ядра Linux
В книге детально рассмотрены основные подсистемы и функции ядер Linux серии 2.6, включая особенности построения, реализации и соответствующие программны интерфейсы. Рассмотренные вопросы включают: планирование выполнения процессов, управление временем и таймеры ядра, интерфейс системных вызовов, особенности адресации и управления памятью, страничный кэш, подсистему VFS, механизмы синхронизации, проблемы переносимости и особенности отладки. Автор книги является разработчиком основных подсистем ядра Linux. Ядро рассматривается как с теоретической, так и с прикладной точек зрения, что может привлечь читателей различными интересами и потребностями.
Книга может быть рекомендована как начинающим, так и опытным разработчикам программного обеспечения, а также в качестве дополнительных учебных материалов.
От издательства 3
Глава 1 — Введение в ядро Linux 3
Глава 2 — Начальные сведения о ядре Linux 6
Глава 3 — Управление процессами 10
Глава 4 — Планирование выполнения процессов 16
Глава 5 — Системные вызовы 25
Глава 6 — Прерывания и обработка прерываний 30
Глава 7 — Обработка нижних половин и отложенные действия 37
Глава 8 — Введение в синхронизацию выполнения кода ядра 47
Глава 9 — Средства синхронизации в ядре 52
Глава 10 — Таймеры и управление временем 62
Глава 11 — Управление памятью 70
Глава 12 — Виртуальная файловая система 81
Глава 13 — Уровень блочного ввода-вывода 90
Глава 14 — Адресное пространство процесса 96
Глава 15 — Страничный кэш и обратная запись страниц 102
Глава 16 — Модули 106
Глава 17 — Объекты kobject и файловая система sysfs 110
Глава 18 — Отладка 116
Глава 19 — Переносимость 121
Глава 20 — Заплаты, разработка и сообщество 126
Приложение А — Связанные списки 129
Приложение Б — Генератор случайных чисел ядра 131
Приложение В — Сложность алгоритмов 133
Приложение Г — Библиография и список литературы 134
Разработка ядра Linux
Второе издание
Роберт Лав
Посвящается Дорис (Doris) и Хелен (Helen)
Предисловие
В связи с тем, что ядро и приложения операционной системы Linux используются все более широко, возрастает число разработчиков системного программного обеспечения, желающих заняться разработкой и поддержкой операционной системы Linux. Некоторые из этих инженеров руководствуются исключительно собственным интересом, некоторые работают в компаниях, которые занимаются операционной системой Linux, некоторые работают на производителей компьютерных аппаратных средств, некоторые заняты в проектах по разработке программного обеспечения на дому.
Однако все они сталкиваются с общей проблемой: кривая затрат на изучение ядра становится все длиннее и круче. Система становится все более сложной и, кроме того, очень большой по объему. Годы проходят, и нынешние члены команды разработчиков ядра приобретают все более широкие и глубокие знания, что увеличивает разрыв между ними и разработчиками-новичками.
Я уверен, что понимание основного кода ядра Linux уже сейчас является проблемой, приводящей к ухудшению качества ядра, и в будущем эта проблема станет еще более серьезной. Все, кому нравится операционная система Linux, несомненно, заинтересованы в увеличении числа разработчиков, которые смогут внести свой вклад в развитие ядра этой операционной системы.
Один из возможных подходов к решению данной проблемы — ясность исходного кода: удобные интерфейсы, четкая структура, следование принципу «Делать мало, но делать хорошо» и т.д. Такое решение предложено Линусом Торвальдсом (Linus Torvalds).
Подход, который предлагаю я, состоит в использовании большего числа комментариев внутри исходного кода, что поможет читателю понять, чего хотел достичь программист. (Процесс выявления расхождений между целью и реализацией известен как отладка . Этот процесс значительно затрудняется, если не известно, чего хотели достичь.)
Однако комментарии все же не дают представления о том, для чего предназначено большинство подсистем и как разработчики приступали к их реализации.
Именно печатное слово лучше всего подходит для стартовой точки такого понимания.
Вклад Роберта Лава (Robert Love) состоит в предоставлении возможности, благодаря которой опытные разработчики смогут получить полную информацию о том, какие задачи должны выполнять различные подсистемы ядра и каким образом предполагается выполнение этих задач. Этой информации должно быть достаточно для многих людей: для любопытных, для разработчиков прикладного программного обеспечения, для тех, кто хочет ознакомиться с устройством ядра, и т.д.
Кроме того, данная книга является ступенькой, которая может перенести начинающих разработчиков на новый уровень, где изменения в ядро вносятся для того, чтобы достичь определенной цели. Я хотел бы посоветовать начинающим разработчикам, чтобы они не боялись испачкать свои руки: наилучший способ понять какую- либо часть ядра — это внести в нее изменения. Внесение изменений повышает понимание разработчика до уровня, которого нельзя достичь простым чтением кода ядра.
Серьезный разработчик ядра присоединится к спискам рассылки разработчиков и будет контактировать с другими коллегами. Это основной способ, позволяющий разработчикам учиться и быть на высоком уровне. Роберт очень хорошо осветил механизмы и культуру этой важной части жизни сообщества разработчиков ядра.
Пользуйтесь книгой Роберта и учитесь по ней! Может быть, и вы решите сделать следующий шаг и вступить в сообщество разработчиков ядра, куда мы вас и приглашаем. Людей ценят по важности их дел, поэтому, помогая развитию операционной системы Linux, знайте, что ваша работа — небольшая, но непосредственная помощь десяткам или даже сотням миллионов людей.
Эндрю Мортон (Andrew Morton)
Open Source Development Labs
Введение
Когда я сделал первую попытку превратить свой опыт работы с ядром Linux в текст книги, понял, что не знаю, как двигаться дальше. Не хотелось просто писать еще одну книгу о ядре операционной системы. Конечно, на эту тему не так уж и много книг, но все же я хотел сделать что-то такое, благодаря чему моя книга была бы особенной. Как достичь этой цели? Я не могу успокоиться, пока не сделаю что- нибудь особенное, лучшее в своем роде.
Наконец я решил, что смогу предложить достаточно уникальный подход к данной теме. Моя работа — изучение и разработка ядра операционной системы. Мое увлечение — изучение и разработка ядра операционной системы. Моя любовь — ядро операционной системы. Конечно, за многие годы я успел собрать много интересных анекдотов и полезных советов. С моим опытом я смог бы написать книгу о том, как нужно разрабатывать программный код ядра и как этого делать не нужно . Прежде всего, эта книга об устройстве и практической реализации ядра операционной системы Linux. В ней информация представлена так, чтобы получить достаточно знаний для решения реальных практических задач и чтобы эти задачи решать правильно. Я человек прагматичный, и книга имеет практический уклон. Она должна быть полезной, интересной и легко читаться.
Я надеюсь, что читатели, после прочтения этой книги, получат хорошее понимание тек правил (писанных и неписаных), которые действуют в ядре операционной системы. Я также надеюсь, что читатели сразу после прочтения этой книги смогут начать действовать и писать полезный, правильный и хороший код ядра. Конечно, эту книгу можно читать и просто ради интереса.
Источник
