현대 Linux 커널 개발자가 가져야 할 핵심 지식

Linux 커널 개발 안내서 : 기술, 도구 및 환경

프로그래밍 언어 :

Linux 커널은 주로 C 언어로 작성되므로 C 언어 (특히 C11 및 GNU 확장)가 핵심 기술입니다. 일부 아키텍처 관련 코드 및 고성능 드라이버는 어셈블리 언어 (X86, ARM 또는 RISC-V, 하드웨어 플랫폼에 따라)를 사용할 수 있습니다. Rust Language는 또한 더 안전하고 신뢰할 수있는 대안을 제공하기 때문에 주목을 끌고 있습니다.

시스템 및 스크립트 구축 :

KBUILD를 이해하고 빌드 시스템을 만드는 것은 커널 코드를 수정하고 확장하는 데 중요합니다. 쉘 스크립팅 기술은 자동화 된 반복 작업에 필수적입니다.

소프트웨어 환경 :

GIT 버전 제어 시스템은 Linux 커널 개발 프로세스의 필수 부분입니다. QEMU/KVM 가상화 플랫폼은 개발 및 디버깅을위한 효율적인 환경을 제공하므로 가상 머신의 코드 테스트가 실제 하드웨어의 빈번한 재시작을 피할 수 있습니다.

디버깅 및 성능 분석 :

기존 커널 디버깅 방법에는 Printk 기능을 사용한 디버깅 정보 인쇄 및 DMESG 명령을 통해이를보기가 포함됩니다. 최신 커널 개발은 효율적인 커널 추적 및 디버깅을 위해 FTRACE 프레임 워크를 널리 사용하고 성능 분석을위한 PERP 도구를 널리 사용합니다. EBPF 프레임 워크는 커널 관찰 가능성을 혁신적인 개선으로 제공하여 사용자 프로그램을 커널 내부에서 실행하고 사용자 공간으로 정보를 전달할 수 있습니다.

임베디드 개발 :

Linux 커널은 임베디드 시스템에서 널리 사용됩니다. 임베디드 개발자는 DTS 파일 (하드웨어 구성 요소 설명) 및 U-Boot Bootloader뿐만 아니라 BuildRoot 또는 Yocto 빌드 시스템에 익숙해야합니다. BusyBox는 일반적으로 사용되는 경량 사용자 공간 프레임 워크입니다.

개발 환경 :

대부분의 커널 개발자는 VIM (또는 기타 터미널 편집기), TMUX 터미널 멀티플렉서 및 CSCOPE 코드 교차 참조 도구를 사용합니다.

핵심 개념 :

Linux 커널 개발 기술은 일반적인 기술과 도메인 별 기술로 나뉩니다.

일반 기술 :

1. 커널 인코딩 스타일 : Linux 커널의 인코딩 스타일 사양을 따라 scripts/checkpatch.pl 스크립트를 사용하여 코드를 확인하십시오.
2. 커널 인코딩 모드 : GOTO 문을 사용하여 다중 단계 리소스 초기화를 처리하는 등 커널의 권장 인코딩 모드에 익숙해집니다.
3. 커널 내부 데이터 구조 : 링크 된 목록, 대기열, 해시 테이블, 이진 트리, 빨간색 및 검은 나무 등과 같은 마스터 일반적으로 사용되는 커널 데이터 구조.
4. 동기 프리미티브 : 멀티 스레드 동시성 문제를 다루기 위해 원자 연산, 스핀 잠금 장치, 세마포어, 뮤트, RCU 등과 같은 다양한 동기화 프리미티브를 이해하고 능숙합니다.
5. 인터럽트 처리 : 인터럽트 처리의 상단 및 하반 절반 메커니즘뿐만 아니라 다양한 지연 작업 메커니즘 (작업 대기열, 소프트 리크, 작업 슬릿, 워크 큐 등)을 이해합니다.
6. 메모리 관리 : Kmalloc/Kfree 및 Slab Allocator를 포함한 커널의 메모리 관리 메커니즘에 익숙해 지십시오.
7. 가상 파일 시스템 (VFS) : VFS의 공통 인터페이스와 다양한 파일 시스템과의 상호 작용을 이해합니다.
8. 스케줄러 : 커널 스케줄러의 기본 원리를 이해합니다.
9. 시스템 통화 인터페이스 : 커널과 사용자 공간 간의 시스템 통화 인터페이스를 이해합니다.
10. /SYS /PREC DIRECTORY : /SYS 및 /PROC 디렉토리의 시스템 정보 및 설정에 익숙합니다.
11. 로드 가능한 커널 모듈 : 커널 모듈의 구조 및로드/언로드 메커니즘뿐만 아니라 사용자 공간 (SYSFS 속성, MMIO, 커널 모듈 매개 변수 등)과의 통신 방법을 이해합니다.
12. UDEV : UDEV 서브 시스템 및 장치 핫 스웨이 이벤트 처리를 이해하십시오.
13. 결함 주입 프레임 워크 : 예외 코드 경로를 테스트하는 데 사용됩니다.
14. 커널 디스 인 파이터 : (Kasan, Kmsan 등)는 메모리 손상 및 기타 문제를 감지하는 데 사용됩니다.
15. 고정 정확도 검증 자 : 교착 상태와 라이브 잠금 장치를 감지하는 데 사용됩니다.
16. KDUMP/KEXEC : 커널 충돌을 분석하는 데 사용됩니다.

도메인 별 기술 : 특정 개발 분야 (네트워크, 스토리지, 가상화, 암호화, 임베디드 등)에 따라 다릅니다.

사용자 공간 도구 :

커널 개발자는 다음 사용자 공간 도구를 사용하는 데 능숙해야합니다.

• 배쉬 (또는 기타 쉘)
• SSH
• tmux
• 미니콤 (임베디드 장치의 직렬 통신 용)
• 정력
• GDB (커널 오류 디버깅)

소프트 기술 :

• 열광
• 인내심
• ~ 할 것이다

이 안내서가 Linux 커널 개발을 더 잘 이해하는 데 도움이되기를 바랍니다. 지속적인 학습과 실습은 훌륭한 커널 개발자가되는 열쇠입니다.

위 내용은 현대 Linux 커널 개발자가 가져야 할 핵심 지식의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!