Разработка ядра linux книга

Ядро Linux. Описание процесса разработки. Роберт Лав

Эта книга 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 программ- ному интерфейсу (API) ядра. Целью книги является предоставление достаточной информации о структуре и реализации ядра, 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. Надеюсь, что, независимо от мотиваций необходимости понимания ядра операционной системы Linux, эта книга сможет объяснить особенности устройства и реализации в достаточной степени. Таким образом, данная книга освещает как использование основных подсистем ядра, так и особенности их устройства и реализации. Думаю, что эти вопросы важны и достойны обсуждения. Хороший пример — глава 8, “Нижняя половина обработчика и отложенные действия”, посвященная компонентам драйверов устройств, называемых ниж- ними половинами (bottom half). В этой главе рассказывается о принципах работы и об особенностях реализации механизмов обработки нижних половин (эта часть может быть интересна разработчикам основных механизмов ядра), а также о том, как на практике использовать экспортируемый интерфейс ядра для реализации собственных обработчиков нижних половин (это может быть интересно разработчикам драйверов устройств, а также другим программистам-профессионалам). На самом деле мне кажется, что обе эти стороны обсуждения будут интересны всем группам разработчиков. Разработчик основных механизмов ядра, который, конечно, должен понимать принципы работы внутренних частей ядра, должен также понимать и то, как интерфейсы ядра будут использоваться на практике. В то же самое время разработчик драйверов устройств получит большую пользу от хорошего понимания того, что стоит за этим интерфейсом. Все это сродни изучению программного интерфейса некоторой библиотеки наряду с изучением того, как эта библиотека реализована. На первый взгляд, разработчик прикладных программ должен понимать лишь интерфейс (API). И действительно, интерфейсы часто предлагают рассматривать в виде “черного ящика”. Разработчик библиотеки, на- оборот, обычно интересуется лишь принципом работы и реализации функций библиотеки. Я уверен, что обе группы разработчиков должны потратить некоторое время на изучение другой стороны предмета. Разработчик программ, который хорошо понимает операционную систему, сможет значительно лучше использовать ее. Аналогично разработчик библиотеки должен иметь хотя бы малое представление о том, что происходит в реальной жизни, и, в частности, о тех программах, в которых будет использоваться его библиотека. Поэтому я старался коснуться как устройства, так и использования подсистем ядра не только в связи с тем, что эта книга может быть полезна одной или другой группе разработчиков, а в надежде, что весь материал книги будет полезен всем разработчикам. Предполагается, что читатель знаком с языком программирования С и операционной системой Linux. Некоторые знания принципов построения операционных систем также желательны. Я старался объяснять все понятия, однако в случае проблем в списке литературы можно найти несколько отличных книг, которые посвящены основам построения операционных систем. 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.

Если вам понравилась эта книга поделитесь ею с друзьями, тем самым вы помогаете нам развиваться и добавлять всё больше интересных и нужным вам книг!

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.

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.

Разработка ядра Linux скачать pdf бесплатно

Система сборки программ, используемая во FreeBSD, имеет значительно большие возможности, чем те, которые мы задействовали. Какие это возможности и как их использовать в своих портах?

Сижу тут как-то, программку сочиняю, тут смотрю, царь зверей пожаловал. Вопрос задать пришел. Спрашивает как же OpenGL в MFC то вставить? Сначала думал отмажусь, потом смотрю, настойчивый такой царь попался. Письма шлет, желает знать как же все-таки её туда вставить-то. Вот и решил я примерчик на MFC состроить дабы цари меньше утруждали себя, а больше на солнышке бы нежились, чтоб у царей спокойно и хорошо все было, тогда и нам, простым зверушкам жить хорошо будет. И так поехали.

Демонстрационное приложение (только .exe) (72 kb)

Демонстрационное приложение (исходный код) (44 kb)

Компьютерная графика всегда была одним из самых интересных проявлений развития информационных технологий. Давным-давно, во времена текстовых терминалов никто даже и представить себе не мог, что пройдет совсем немного времени и образы фантастических монстров будут создаваться не с помощью папье-маше и пластилина, а прямо на экране компьютера. Это сейчас все привыкли к графическому интерфейсу, и изображением на экране уже никого не удивишь. На самом деле надо поставить памятник человеку, который впервые решил нарисовать картинку из текстовых символов – такого рода искусство было очень распространено в свое время, и его отголоски до сих пор встречаются в различного рода конференциях. История развития компьютерной графики интересна сама по себе и заслуживает отдельной книги, но данный документ имеет чисто технический характер, поэтому мы не будем останавливаться на этапах становления искусства рисования на экране монитора, а обратимся сразу к нашим дням. Стандартом де-факто на компьютерах под управлением операционной системы Windows стали две 3D библиотеки: OpenGL и Direct3D (часть библиотеки DirectX). OpenGL, разработанный фирмой Silicon Graphics, уже стал классикой и характеризуется своей устойчивостью и стабильностью интерфейсов. Напротив, Direct3D, детище Microsoft, постоянно изменяется, совершенствуется и двигается вперед. Последняя версия этого продукта имеет номер 8, и это не конец. В этой статье я бы хотел познакомить читателя с некоторыми аспектами использования этого нового продукта, указать на его отличия от предыдущей версии и продемонстрировать его использование для решения одной из весьма распространенных задач – построения графика функции двух переменных. Исходный код примера вы может получить с этого сайта и свободно использовать в своих приложениях.

Источник

Читать онлайн «Разработка ядра Linux» автора Лав Роберт — RuLit — Страница 1

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.

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.

Это решение было принято на саммите разработчиков ядра Linux (Linux Kernel Development Summit), который состоялся летом 2004 года в г. Оттава, Канада.

Источник