Linux内核学习之一-Take It Easy！

起-作个了解底层的码农

节前上班的日子老是那么清闲，这么集中的时间，正好集中学习一下。一直以来都作的是Java开发，对不了解底层，总以为心有不安。听到别人提及“进程切换”、“内存管理”、“内核态和用户态”，也老是以为似懂非懂。因此就干脆把目标定大一点，学学Linux内核吧！

承-下载Linux内核及编译

下载

其实若是你使用Linux系统，那么内核的源码就直接在/usr/src目录下了。不过仍是建议去下载一份最新的源码！哪里下载呢？Linux的做者-大名鼎鼎的Linus Torvalds也是Git的做者，因此你知道最新的源码去哪里下载了吧！赶忙去https://github.com/torvalds/linux拉一份最新代码吧！

git clone https://github.com/torvalds/linux

代码一共有1.4G，因此耐心等待一会吧…

编译内核

编译内核是个苦力活。首先，你必须得在Linux系统下，由于编译Linux是依赖gcc的。而后，你编译的版本得跟当前版本一致（博主不彻底确定，可是实践下来是这样）。

而后就是编译了！Linux内核编译反而会简单，由于它没有太多的依赖要编译。因此能够用经常使用的三段式（须要root权限）：

make config
make
make install #install就替换当前内核了，三思然后行！

1. make config是交互式的，会须要指定使用什么不使用什么。不过这选项实在太多了点，第一次大概选了几百个选项吧…后面才知道，能够图个方便，用make allyesconfig来替代了。反正咱们只是看看能不能编译嘛，嗯。
2. make是个很漫长的过程。
3. make install会替换当前内核了，咱们这边就不替换了。

总之到了这里，已经有一些成就感了！

开始读代码？

关于Linux的代码结构有不少文章，例如这篇：http://blog.csdn.net/liaoshengjiong/article/details/3957654，就不赘述了。查看一下代码，乖乖，一共500多万行，估计一两年也读不完吧！个人目的只是了解底层的基本原理，没有必要深刻到各类细节。更况且，好多驱动、文件、内存的概念也不熟悉，怎么办呢？仍是先看书吧！

转-仍是读书吧

我以前的观点是读源码前至少了解项目的领域知识。对于Java码农来讲，操做系统毕竟不是熟悉的领域，一开始就看源码不太现实。一两本参考书是必不可少的。这里我也浏览过几本书，最后以为比较好的是《Linux内核设计与实现》，这本书大部分是理论为主，可是最后总会介绍到大体对应的代码在哪里，就起到很是好的提纲挈领的效果。对于有过一些代码经验的人来讲，会以为异常亲切。关键是，它只有200页！

浏览的另外几本书，包括大名鼎鼎的《深刻理解计算机系统》，这本书全面详尽，可是更适合作教材，实践性弱了点（虽然它也有不少例子）。还有一本《深刻理解LINUX内核》，内容对于入门又深了一点。一句话，讲了“深刻”的都不太适合入门！还有本《30天自制操做系统》，不是说书很差，而是太基础了点，看到“用二进制编辑器写代码”就看不下去了。

合-Take It Easy!

好了，下面开始学习了。其实弄了那么多，我想说一件事就是，内核虽然很难，不少人只靠研究它就已经成了大牛。可是它难在于，越是底层的东西，对质量、稳定性、性能要求越高，同时须要考虑的状况越多，可是其实其理论和思想，可能你们都是耳熟能详的。

例如，在“进程管理”部分，咱们常见的“进程描述符”对应的是sched.h中的一个结构：task_struct:

struct task_struct {
	volatile long state;	/* -1 unrunnable, 0 runnable, >0 stopped */
	struct thread_info *thread_info;
	atomic_t usage;
	unsigned long flags;	/* per process flags, defined below */
	unsigned long ptrace;
	…
}

而进程是保存在一个带优先级的双向链表里的，这跟Java里的PriorityQueue原理类似。怎么样，是否是以为“进程调度”也没有那么神秘了呢？

同理，咱们常常说“内核态”和“用户态”，实际上二者的代码都是c实现，搞出一个“内核态”是为了安全和某些性能的考虑，可是区别也没有想象中的那么大！其实这跟咱们熟悉的“平台”和“业务逻辑”是否是有那么点类似呢？

总之，掌握基本的内核知识，应该仍是不难的！好处就是，之后对程序设计的理解会更进一步了！

关于内核实现的一些原理的具体内容，《Linux内核设计与实现》（Linux Kernel Development，简称LKD）已经比较全面了，网络上的资料也很是多。这系列博文主要想站在初学者的角度，在了解How以前，先了解What跟Why，从而对内核有个稳固的大局观。同时会寻根究底的方式，找到对应的内核代码，知足一下考究的爱好。 PS:博主对c和Linux的理解都是入门水平都算不上，若是有问题欢迎指正，我会很开心接受的！