Kernwissen, das moderner Linux -Kernel -Entwickler haben sollte

Leitfaden für Linux -Kernelentwicklung: Fähigkeiten, Tools und Umgebungen

Programmiersprache:

Der Linux -Kernel ist hauptsächlich in C -Sprache geschrieben, so dass die C -Sprache (insbesondere die C11- und GNU -Erweiterungen) die Kernkompetenz ist. Einige architekturbezogene Code- und Hochleistungs-Treiber können die Montagesprache verwenden (x86, ARM oder RISC-V, abhängig von der Hardware-Plattform). Die Rostsprache erlangt auch zunehmend Aufmerksamkeit, da sie eine sicherere und zuverlässigere Alternative liefert.

Systeme und Skripte erstellen:

Das Verständnis von KBUILD und Herstellung von Build -Systemen ist entscheidend für die Änderung und Erweiterung des Kernelcodes. Shell -Skriptfähigkeiten sind auch für automatisierte sich wiederholende Aufgaben unerlässlich.

Softwareumgebung:

Das Git -Versionskontrollsystem ist ein unverzichtbarer Bestandteil des Linux -Kernel -Entwicklungsprozesses. Die QEMU/KVM -Virtualisierungsplattform bietet eine effiziente Umgebung für die Entwicklung und Debuggierung, sodass Code -Tests in virtuellen Maschinen häufige Neustarts von realer Hardware vermeiden können.

Debugging und Leistungsanalyse:

Zu den herkömmlichen Kernel -Debugging -Methoden gehören das Drucken von Debugging -Informationen mithilfe der Printk -Funktion und das Anzeigen von DMESG -Befehl. Die moderne Kernelentwicklung verwendet das FTRACE -Framework ausführlich für eine effiziente Kernelverfolgung und Debuggierung sowie Perf -Tools für die Leistungsanalyse. Das EBPF -Framework bietet eine revolutionäre Verbesserung der Kernel -Beobachtbarkeit, sodass Benutzerprogramme im Kernel ausgeführt werden und Informationen an den Benutzerraum übergeben werden können.

Einbettungsentwicklung:

Der Linux -Kernel wird in eingebetteten Systemen häufig verwendet. Embedded-Entwickler müssen mit dem Buildroot- oder Yocto Build-System sowie den DTS-Dateien (Beschreibung von Hardwarekomponenten) und dem U-Boot-Bootloader vertraut sein. Busybox ist ein häufig verwendetes Leichtnutzer -Space -Framework.

Entwicklungsumgebung:

Die meisten Kernel-Entwickler verwenden Tools VIM (oder anderer Terminaleditor), TMUX Terminal Multiplexer und CSCOPE-Code.

Kernkonzept:

Linux-Kernelentwicklungsfähigkeiten werden in allgemeine Fähigkeiten und domänenspezifische Fähigkeiten unterteilt.

Allgemeine Fähigkeiten:

1. Kernel -Codierungsstil: Befolgen Sie die Codierungsstilspezifikationen des Linux -Kernels und überprüfen Sie den Code mit scripts/checkpatch.pl -Skript.
2. Kernel-Codierungsmodus: Seien Sie mit den empfohlenen Codierungsmodi des Kernels vertraut, z.
3. Interne Datenstruktur Kernel: Master häufig verwendete Kernel -Datenstrukturen wie verknüpfte Listen, Warteschlangen, Hash -Tabellen, binäre Bäume, rote und schwarze Bäume usw.
4. Synchronen Primitiven: Verständnis und kompetent in verschiedenen Synchronisationsprimitiven wie Atomoperationen, Spinschlösser, Semaphoren, Mutexen, RCUs usw., um mit Multithread -Parallelitätsproblemen umzugehen.
5. Interrupt -Verarbeitung: Verstehen Sie die oberen und unteren Halbmechanismen der Interrupt -Verarbeitung sowie verschiedene Arbeitsmechanismen (Task -Warteschlangen, Softirqs, Aufgaben, Arbeitsqueue usw.).
6. Speicherverwaltung: Seien Sie mit dem Speicherverwaltungsmechanismus des Kernels vertraut, einschließlich KMALLOC/KFREE- und SLAB -Allocator.
7. Virtual Dateisystem (VFS): Verstehen Sie die gemeinsame Schnittstelle von VFS und seine Interaktion mit verschiedenen Dateisystemen.
8. Scheduler: Verstehen Sie die Grundprinzipien von Kernel -Schedulern.
9. Systemanrufschnittstelle: Verstehen Sie die Systemanrufschnittstelle zwischen Kernel und Benutzerraum.
10. /sys /proc -Verzeichnis: Mit den Systeminformationen und Einstellungen im Verzeichnis /Sys und /Proc vertraut.
11. Ladbare Kernelmodule: Verstehen Sie den Struktur- und Lade-/Entlademechanismus des Kernelmoduls sowie die Kommunikationsmethoden mit Benutzerraum (SYSFS -Attribute, MMIO, Kernelmodulparameter usw.).
12. UDEV: Verstehen Sie das UDEV-Subsystem und das Geräte-Hot-Swap-Event-Handling.
13. Fehlerinjektionsrahmen: Wird verwendet, um Ausnahmegerichter -Codepfade zu testen.
14. Kernel Desinfektor: (Kasan, KMSan usw.) wird verwendet, um die Korruption von Speicher und andere Probleme zu erkennen.
15. Verifier der Schließregelmäßigkeit: Wird verwendet, um Sackgassen und lebende Schlösser zu erkennen.
16. Kdump/Kexec: Wird verwendet, um Kernel -Abstürze zu analysieren.

Domänenspezifische Fähigkeiten: Hängt vom spezifischen Entwicklungsfeld ab (Netzwerk, Speicherung, Virtualisierung, Verschlüsselung, eingebettet usw.).

User Space Tools:

Kernelentwickler müssen die folgenden Benutzerraumtools mit den folgenden Benutzerspeichern beherrschen:

• Bash (oder eine andere Hülle)
• ssh
• tmux
• Minicom (für serielle Kommunikation für eingebettete Geräte)
• Vim
• GDB (zum Debuggen von Kernelfehlern)

Soft Skills:

• Begeisterung
• Geduld
• Wille

Ich hoffe, dieser Leitfaden kann Ihnen helfen, die Entwicklung von Linux -Kernel besser zu verstehen. Denken Sie daran, dass kontinuierliches Lernen und Praxis der Schlüssel sind, um ein guter Kernelentwickler zu werden.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonKernwissen, das moderner Linux -Kernel -Entwickler haben sollte. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!