Understanding the linux kernel 3rd edition pdf

Understanding the Linux Kernel, 3rd Edition

Explore a preview version of Understanding the Linux Kernel, 3rd Edition right now.

O’Reilly members get unlimited access to live online training experiences, plus books, videos, and digital content from 200+ publishers.

Book description

In order to thoroughly understand what makes Linux tick and why it works so well on a wide variety of systems, you need to delve deep into the heart of the kernel. The kernel handles all interactions between the CPU and the external world, and determines which programs will share processor time, in what order. It manages limited memory so well that hundreds of processes can share the system efficiently, and expertly organizes data transfers so that the CPU isn’t kept waiting any longer than necessary for the relatively slow disks.

The third edition of Understanding the Linux Kernel takes you on a guided tour of the most significant data structures, algorithms, and programming tricks used in the kernel. Probing beyond superficial features, the authors offer valuable insights to people who want to know how things really work inside their machine. Important Intel-specific features are discussed. Relevant segments of code are dissected line by line. But the book covers more than just the functioning of the code; it explains the theoretical underpinnings of why Linux does things the way it does.

This edition of the book covers Version 2.6, which has seen significant changes to nearly every kernel subsystem, particularly in the areas of memory management and block devices. The book focuses on the following topics:

• Memory management, including file buffering, process swapping, and Direct memory Access (DMA)
• The Virtual Filesystem layer and the Second and Third Extended Filesystems
• Process creation and scheduling
• Signals, interrupts, and the essential interfaces to device drivers
• Timing
• Synchronization within the kernel
• Interprocess Communication (IPC)
• Program execution

Understanding the Linux Kernel will acquaint you with all the inner workings of Linux, but it’s more than just an academic exercise. You’ll learn what conditions bring out Linux’s best performance, and you’ll see how it meets the challenge of providing good system response during process scheduling, file access, and memory management in a wide variety of environments. This book will help you make the most of your Linux system.

Источник

Litgu.ru — Литературный Гуру

Linux Kernel Development, 3rd Edition

Название: Linux Kernel Development, 3rd Edition
Автор: Robert Love
Издательство: Addison-Wesley Professional
Год: 2010
Страниц: 440
Формат: True PDF
Размер: 10 Mb
Язык: English

Linux Kernel Development details the design and implementation of the Linux kernel, presenting the content in a manner that is beneficial to those writing and developing kernel code, as well as to programmers seeking to better understand the operating system and become more efficient and productive in their coding.

The book details the major subsystems and features of the Linux kernel, including its design, implementation, and interfaces. It covers the Linux kernel with both a practical and theoretical eye, which should appeal to readers with a variety of interests and needs.

The author, a core kernel developer, shares valuable knowledge and experience on the 2.6 Linux kernel. Specific topics covered include process management, scheduling, time management and timers, the system call interface, memory addressing, memory management, the page cache, the VFS, kernel synchronization, portability concerns, and debugging techniques. This book covers the most interesting features of the Linux 2.6 kernel, including the CFS scheduler, preemptive kernel, block I/O layer, and I/O schedulers.

The third edition of Linux Kernel Development includes new and updated material throughout the book:
An all-new chapter on kernel data structures
Details on interrupt handlers and bottom halves
Extended coverage of virtual memory and memory allocation
Tips on debugging the Linux kernel
In-depth coverage of kernel synchronization and locking
Useful insight into submitting kernel patches and working with the Linux kernel community

Источник

unixforum.org

Форум для пользователей UNIX-подобных систем

• Темы без ответов
• Активные темы
• Поиск
• Статус форума

Understanding the Linux kernel (Где взять?)

Understanding the Linux kernel

Сообщение deninok » 17.10.2006 16:37

Уважаемые участники форума!

Помогите, пожалуйста, найти книгу издательства O’Reilly «Understanding the Linux kernel» 3-d edition. Где-нибудь в Москве можно купить бумажную версию? Или через какой-нибудь русский интернет-магазин. А может, можно PDF-ник скачать?
Жду ваших ответов.

Re: Understanding the Linux kernel

Сообщение fuzzy » 17.10.2006 17:42

Re: Understanding the Linux kernel

Сообщение d_Sun » 17.10.2006 18:51

В разделе Books все, что вам нужно.

Re: Understanding the Linux kernel

Сообщение deninok » 18.10.2006 10:11

Нужно, буду очень благодарен!

Re: Understanding the Linux kernel

Сообщение d_Sun » 18.10.2006 10:17

А кликнуть на ссылку, что я дал религия не позволяет.

Re: Understanding the Linux kernel

Сообщение deninok » 18.10.2006 10:33

Re: Understanding the Linux kernel

Сообщение fuzzy » 18.10.2006 21:43

Re: Understanding the Linux kernel

Сообщение iAm » 19.10.2006 06:51

deninok, смотрите как я нашел то, что Вы ищете.
Сначала зашел на такую страничку: http://google.com/linux.
Затем я, не долго думая, скопировал название разыскиваемой Вами книги из этого топика: Understanding the Linux kernel. Добавил пробел и написал еще 6 букв: 3rd и pdf. В итоге в поле поиска получилась такая строка: Understanding the Linux kernel 3rd pdf.
Затем шмякнул курсором по Search (есть такая кнопка у Google).
И знаете, открылись таки результаты поиска.
Даже листать ничего не пришлось, первая же ссылка:

jserv/understanding-linux-kernel-3eKernel_3rd.pdf 05-Jan-2006 22:36 10.5M [ ] OReilly.Understanding.the.Linux.Kernel.3rd.Edition.Nov.2005.chm 06-Jan-2006 01:47 2.8M .
linux3.cc.ntu.edu.tw/

jserv/ understanding-linux-kernel-3e/ — 2k — Cached

Заходим. На страничке всего 3 ссылки. Жмем на вторую (она нам и нужна). Все, началась закачка.

Скриншоты приложить?

Re: Understanding the Linux kernel

Сообщение deninok » 19.10.2006 10:12

deninok, смотрите как я нашел то, что Вы ищете.
Сначала зашел на такую страничку: http://google.com/linux.
Затем я, не долго думая, скопировал название разыскиваемой Вами книги из этого топика: Understanding the Linux kernel. Добавил пробел и написал еще 6 букв: 3rd и pdf. В итоге в поле поиска получилась такая строка: Understanding the Linux kernel 3rd pdf.
Затем шмякнул курсором по Search (есть такая кнопка у Google).
И знаете, открылись таки результаты поиска.
Даже листать ничего не пришлось, первая же ссылка:

jserv/understanding-linux-kernel-3eKernel_3rd.pdf 05-Jan-2006 22:36 10.5M [ ] OReilly.Understanding.the.Linux.Kernel.3rd.Edition.Nov.2005.chm 06-Jan-2006 01:47 2.8M .
linux3.cc.ntu.edu.tw/

jserv/ understanding-linux-kernel-3e/ — 2k — Cached

Заходим. На страничке всего 3 ссылки. Жмем на вторую (она нам и нужна). Все, началась закачка.

Скриншоты приложить?

Источник

Linux kernel development для самых маленьких

Любой программист знает, что теоретически он может внести свой посильный вклад в развитие Linux ядра. С другой стороны, подавляющее большинство уверено, что занимаются этим исключительно небожители, а процесс контрибьюта в ядро настолько сложен и запутан, что обычному человеку разобраться в нём нет никакой возможности. А значит, и надобности.
Сегодня мы попробуем развеять эту легенду и покажем, как абсолютно любой инженер при наличии достойной идеи, воплощённой в коде, может предложить ее на рассмотрение Linux community для включения в ядро.

0. Подготовка

Как и перед любой инженерной операцией, всё начинается с подготовки своего рабочего места. И первейшее здесь действие — это завести себе аккаунт с адекватным именем. В идеальном мире это будет просто транскрипция имени и фамилии. Если за учётку вроде MamkinC0d$r или Developer31337 в других местах пальцем в вас тыкать не будут, то правила LKC (Linux kernel community) такое прямо запрещают — инкогнито контрибьютить в ядро не принято.

Далее вам понадобится место на локальной машине. Сама папка Linux со скачанными исходниками весит чуть меньше 3-х гигов. Но если ядро пробовать собирать, то вместе с модулями займёт все 30 GB.

Захотелось собрать несколько веток? Умножаем 30 на число веток.
И помним — скорость сборки прямо связана с количеством доступных ядер! Больше ядер — быстрее соберётся. Так что не стесняйтесь выделять под это самую мощную машину.

1. Mail

Самый спорный и поэтому регулярно вызывающий споры момент — это канал коммуникации с LKC. Он безальтернативно один. Почта. Причём сообщения отправляются по классике через smtp.

Вокруг необходимости делать всё через плейнтекст в почте есть масса споров. Недавно в сети была очередная громкая статья на эту тему. Суть материала: письма — это, конечно, здорово, но пихать туда всё, включая куски кода — это вам (т.е. LKC) популярности не добавляет и даже наоборот, отпугивает новичков. С одной стороны вроде и да, если ты не можешь спокойно и структурировано изложить свои мысли в голом тексте, то в низкоуровневой разработке ловить будет особо нечего. С другой стороны, слать в письмах сорсы патчей — это даже архаизмом назвать уже сложно.

Но, как принято в уютном мирке ядра, Линус хлопнул кулаком по столу — и все пишут письма. Возможно, буквально завтра это изменится, но на момент выхода статьи это письма и только письма.

Какой email-client выбрать — есть рекомендации. Самым рекомендуемым почтовым агентом для LKC остаётся mutt. Да, тот самый текстовый почтовый клиент, от которого сводит олдскулы. Для начала mutt нужно поставить (я думаю, со своим пакетным менеджером вы и сами справитесь), а потом задать параметры в файле

Но почты недостаточно. Без Git никуда.

2. Git

Прежде чем что-то делать с исходниками ядра, нужно настроить Git. Можно конфигурировать файлы напрямую, но есть упрощающая жизнь утилита git config, через которую можно регулировать все аспекты работы Git’a.

Внутри есть три уровня настроек: общие для всех пользователей системы и для всех репозиториев (git config —system), общие для всех репозиториев конкретного пользователя (git config —global), отдельные для каждого репозитория (git config —local).

Глобальные настройки хранятся в /etc/gitconfig, настройки пользователя в

/.config/git/config, а настройки отдельных репозиториев хранятся в файле config в каталоге .git/config.

В общем случае будет достаточно законфигурировать файл для пользователя

/.gitconfig . Основная идея: при отправке коммитов должно отображаться ваше корректное имя.

Примечательно, что параметр sslVerify = true препятствует работе с Git напрямую через git://git.kernel.org и форсит доступ только через https://git.kernel.org . Так, наверное, секьюрнее, хотя какого-то смысла я в этом не вижу. Но, может, чего-то не знаю?

signOff обязателен, чтоб в коммитах была информация об авторе. По идее, надо бы, чтобы коммиты подписывались. Была тут недавно статья на эту тему.

Отправка патча выполняется командой git send-email. У git send-email есть несколько параметров с участием smtp, которые можно (и нужно) переопределить.

Полезный параметр —smtp-debug=1. Осуществляет логирование SMTP запросов и ответов, что помогает при разборе проблем с настройками почты. Например, я столкнулся с тем, что почтовый сервер, на котором есть у меня почтовый ящик, не поддерживает TLS. Возможны проблемы с аутентификацией, а сообщения об ошибке git send-email выдаёт не особо разнообразные и адекватные.

Можно задавать пароль к почте через параметр —smtp-pass=p4ssw0rd или вообще захардкорить в конфиге, но это это для тех, кому терять нечего. Но если каждый раз вводить пароль лень, то есть некий хак: если username был задан (через —smtp-user или sendmail.smtpUser), а пароль не указан, тогда пароль получается через git-credential.

Итак, окно в большой мир прорубили. Можно переходить к воплощению своей грандиозной идеи в коде.

3. Coding

Итак, мы готовы сделать первый шаг непосредственно в разработке — склонировать к себе репозиторий. Советую делать это сразу с указанием ветки, которая будет создана. Также отмечу, что работать лучше не над текущим состоянием в master, а над стабильной версией или кандидатом на релиз. Так вы будете более уверены, что ядро соберётся и будет как-то работать, не вызовет неожиданных конфликтов из-за изменений в других подсистемах. Поэтому всегда внимательно смотрите тэги.

И — опять же — имя своей ветке постарайтесь дать чёткое и лаконичное. В идеальном мире оно даже может отображать суть вносимых изменений. Если вы исправляете известный баг, то хорошим тоном считается включить в название ветки номер issue.

Операция довольно долгая, так что смело можно идти за кофе или на обед. А если попробовать ускорить процесс, отказавшись от истории, то работать с «этим» будет невозможно.

Итак, мы получили ветку, в которой можно начинать свою разработку. Здесь всё очевидно: пишем код, собираем, тестируем, исправляем баги — и так до получения нужного результата. О том, как собирать ядро и проводить отладку, информации в сети море, так что подробно описывать весь процесс я не буду. Лишь вкратце пробежимся по нему чуть позже. Единственный нюанс, который добавлю от себя прямо сейчас: перед сборкой проверьте наличие всех необходимых программ из этого списка и их минимальные версии.

Если бродить вслепую по гуглу не хочется, то вся максимально полезная информация по ядру сконцентрирована тут. Прочитать стоит действительно всё. Особенно правильно будет начать с How To о том, как правильно коммуницировать. Потому что мейнтейнеры, как правило, люди весьма занятые, и вникать в невнятно составленные письма им никакого интереса. Да и вам будет обидно, если из-за плохого описание ваше детище не примут в апстрим.

И вот свой небольшой и эффективный код вы написали, отладили, всё протестировали и готовы отправлять на рассмотрение. Но не спешите этого делать. Для начала обязательно проверьтесь на code style. В этом вам поможет ./script/checkpatch.pl . Для этого сделаем патч и отправим его на проверку.

После того, как пройдёт первое удивление и вы доустановите необходимые компоненты для python2 типа ply и git (который у меня так и не установился), наступит чудесное время исправления ошибок и ворнингов. По результатам которых вы а) поймёте, что красивый код писать вы не умеете б) потеряете всякое желание что-то куда-то отправлять. Ведь даже если отбросить все шутки, ещё можно как-то смириться с тем, что длина строк ограничена 100 символами (это начиная с версии 5.7, раньше так было вообще 80). Но вот такие места оставляют неизгладимое впечатление:

Для .h файлов строка с информацией о лицензии должна быть в ремарках / * */, а для *.c файлов должна быть в ремарках //. Такое запросто выбьет кого угодно из душевного равновесия. Вопрос: «Зачем?!» до сих пор болтается в моей голове, хотя есть вера в то, что это не просто ошибка в скриптах.

Кстати, чтобы просто проверить один файл достаточно вызвать

Можно прикрутить этот вызов к git, чтобы автоматически запускался этот скрипт при попытке что-то зачекинить.

Ещё важное замечание: clang-format добрался и до ядра Linux. Файл .clang-format расположился в корне ядра в кучке с другими конфигами. Но я не советую добавлять его в хук для git. Лучше всего корректно настроить среду разработки и запомнить code style. Лично мне не понравилось как он делает переносы длинных строк. Если вдруг строка оказалась длиннее допустимой, то скорее всего функция, в которой эта строка расположилась, является кандидатом на рефакторинг, и лучше его не откладывать. С другой стороны, если у вас много уже готового кода который нужно адаптировать для ядра — clang-format может сильно облегчить вам задачу.

4. Kernel build

Несмотря на то, что процесс описан в других статьях тут и тут, я все же повторюсь.

По шагам процесс сборки ядра довольно прост, если не вдаваться в детали. Для начала ставим необходимые пакеты (использовался Debian 10):

Это без компилятора и обычного для С/С++ разработчика набора программ.
Запускаем конфигурацию:

Тут есть интересный аспект: в качестве шаблона будет браться config ядра от вашего боевого ядра, которое, скорее всего, подготовлено дистрибьютером. Для Debian 10 сборка проходит успешно, если в конфиге потереть информацию о встраиваемых в ядро сертификатах.

Перед попыткой собрать проверьте, что нужные программы уже установлены. Список тут. Чтобы собрать само ядро:

Этого достаточно для проверки собираемости, но недостаточно для запуска ядра в системе, так как без модулей ядро на реальной системе практически беспомощно.

Если какой-то модуль не собирается, просто вырубите его в ближайшем Makefile-е (если 100% уверены, что не пытались в нём что-то улучшить). Наверняка он вам не пригодится, и тратить время на исправления смысла нет.

Теперь можно деплоить то, что получилось, на эту же систему.

Хотя, конечно, экспериментировать с ядром на той же машине, где ведётся разработка — дело рискованное.

Поэтому как минимум нужно снять снапшот, сделать резервную копию или лучше вообще выполнять отладку на другой (лучше виртуальной) машине. Но как это делать, я пока не разбирался. Если у кого есть такой опыт — пишите в комменты, добавлю в статью.

На моей системе загрузчик после установки ядра автоматически обновился. Если у вас этого не произошло, то это делается это на Debian-подобных системах командой:

Update: Как верно заметил gavk, ядро давно уже умеет собирать пакеты, причём как для deb, так и для rpm.
Команда

выводит весь ассортимент. Так что команда

должна собрать пакет с ядром.

5. Patches

Вот теперь мы действительно подготовили код для отправки. Лучше всего, чтобы это был единственный коммит. Так проще делать ревью и так быстрее вам ответят. Всё проверив, наконец-то делаем коммит.

Ещё можно комментарии к коммиту дополнить в человеческом текстовом редакторе.

И теперь его можно оформить в виде того самого письма. Правила хорошего тона, или best practice, если угодно — это 75 символов на строку.

В результате получите два файла. В первом 000-cover-letter.patch нужно указать заголовок письма «Subject» и основное описание патча. В описании патча пишем, для чего он создавался, кому он сделает жизнь на нашей планете лучше и каким образом. Только не словоблудим про космические корабли в Большом театре, а пишем лаконично и по делу. И не в коем случае не пишите корпоративную лабуду а-ля «Без этого патча мой бизнес встанет, меня уволят, а дети мои умрут от голода». Нет, строго по существу: «Увидел вот такую проблему вот тут, починить решил вот таким образом, исходники патча прилагаю». Всё, вы восхитительны! А если не превысили 75 символов на строку, то восхитительны в квадрате.

А ещё один волшебный скриптик ./scripts/getmaintainers.pl

позволит узнать, кому письмо отправлять.

И вот он, момент отправления письма, ради которого всё и затевалось:

Дальше остаётся только сидеть и ждать ответного письма, где вам скорее всего скажут, что всё здорово, но надо ещё сделать вот это и поправить вот здесь. Возможно, придётся доказывать, что ваш функционал действительно новый и не создаёт дублирования. Хотя могут и сразу всё принять, сказав большое спасибо (шутка :-).

После того, как ваш патч был принят, крайне желательно удалить свою ветку.

6. Debuging

И чуть-чуть про отладку. Бонус «на сладкое» для начинающих разработчиков ядра, так сказать.

Как правило, при ошибке вы получаете лог с calltrace-ом. Там указываются имена функций и смещения. Примерно вот так:

Так вот, чтобы понять, в каком месте функции произошла ошибка, достаточно запустить дебагер с подгруженным в него модулем:

Важно, чтобы в модуле сохранились символы (stripped модуль вам тут не поможет).

Выполнив команду list

вы увидите строку кода, приведшую к ошибке. В случае передачи управления по неверному адресу, вы увидите следующую за ошибкой строку.

И на этом позвольте откланяться.

Буду рад вопросам и замечаниям в комментариях.

Источник