隨想錄（在實踐中學習kernel代碼）

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    記得我在讀書的時候，雖然老師也教過作業系統的課程，但是自己的理解卻不是很充分，實踐部分的內容就更少。對於課程中的內容，比如說中斷、互斥、線程、IO等概念常常也是一知半解，沒有什麼特別深刻的體會。等到畢業後，自己開始花錢買一些國外作者寫的書，認識上有了很大的改變，但是自己真正動手寫代碼、調試的部分還是太少。等到去年的時候，自己開始在pc上面模擬ucos系統的時候，對每一行代碼進行單步調試的時候，才真正從本質上理解了系統本身。

    當然，我對很多電腦課程的認識，原來都是基本停留在書本上面。不管是電腦網路、編譯原理還是人機介面，書本上的知識點雖然大概也知道些，但是你要說理解得有多透徹卻說不上來。等到自己真正閱讀了lwip、lua和ftk的相關代碼，你才會大呼一聲，原來是這麼回事，好像也不是很複雜。所以，對於電腦的知識，要想把自己的認識提高一個層次的話，最好的方法就是實踐。

    在國內，喜歡研究linux的人很多，但是大多數朋友對linux kenel的理解只是停留在書本上面、視頻上面以及ppt上面。真正自己動手做實驗、把每一行代碼都弄懂弄明白的朋友卻不是那麼多。其實，和以前相比，現在的linux版本更多、也更穩定，資源也特別豐富。就我個人認為，linux系統是學習電腦最好的系統。因為在這麼一個系統上面，沒有人幫你，很多的困惑都需要自己去解決，只有去克服一個一個痛點，你才能感受到自己確實實在進步。這種進步不是停留在學會了某種配置、安裝了某種軟體、熟悉了某種環境，而在於你對系統本身的認識更高了，看問題的角度發生改變了。

    在書店裡面，介紹linux基本軟體開發的書特別多，但是卻有很少的書介紹如何在linux進行kernel的學習、編譯、調試，哪些調試工具比較合適等等。他們做的就是直接把答案告訴你，至於為什麼這樣設計，交代的內容卻很少。一方面這方面的需求比較少，另外一方面這些知識點有點難度，不易被大家接受。實際上，這裡大家存在一個誤區，現在的linux kernel開發其實不是那麼難，你所需要的其實就是一個pc、一根網線，這樣你就獲得了學習的全部資源。下面內容主要是介紹給大家如何學習linux kernel，特別是如何在實踐中學習。

（1）選擇一個合適linux發行版本，我自身選用的版本是CentOS 6，使用非常方便

（2）從www.kernel.org下載kernel代碼，學習如何編譯linux 核心，其實步驟也不複雜

    a）解壓linux核心版本

    b）cd linux目錄

    c）cp /boot/config-2.6.32-220.el6.i686 .config

    d） make menuconfig

    e）儲存，直接exit退出

    f）make bzImage

    g） make modules

    h） make modules_install

    i） make install

    （3） 重啟電腦，開機選用新的linux 核心。開始編寫hello.c檔案，產生模組，利用模組與linux核心功能進行互動，用dmesg -c查看列印

#include <linux/module.h>#include <linux/init.h>MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("feixiaoxing");MODULE_DESCRIPTION("This is just a hello module!\n");static int __init hello_init(void){    printk(KERN_EMERG "hello, init\n");    dump_stack();    return 0;}static void __exit hello_exit(void){    printk(KERN_EMERG "hello, exit\n");}module_init(hello_init);module_exit(hello_exit);

    （4）安裝elfutils-devel，systemtap安裝包，用stap -v *.stp開始分析核心。你要做的就是插入調試驗，編寫指令檔，自由分析核心的代碼內容，

    a）基礎列印

probe begin{        printf("hello begin!\n")}probe end{        printf("hello end!\n")}

    b）定時列印

global numberprobe begin{    number = 0}probe timer.ms(5000){    number ++    printf ("%d\n", number)}probe end{    number = 0}

    c）統計syscall調用

global syscallsfunction print_top () {        cnt = 0        log ("SYSCALL\t\t\tCOUNT")        foreach ([name] in syscalls-) {                printf("%-20s  %5d\n",name, syscalls[name])                if (cnt++ == 20)                        break        }        printf("--------------------------------------\n")        delete syscalls}probe kernel.function("sys_*") {        syscalls[probefunc()]++}# print top syscalls every 5 secondsprobe timer.ms(5000) {        print_top ()}

    d）統計schedule函數被調用的次數

global countprobe kernel.function("schedule"){    count ++}probe begin{    count = 0}probe end{    printf("count = %d\n", count);}

    e）列印回調堆棧

global countprobe kernel.function("schedule").return{    if(!count)        print_backtrace()    count ++}probe begin{    count = 0}probe end{}

    f）記錄一次進程切換

global countprobe begin{    count = 0}probe kernel.function("__switch_to"){    if(!count)    {        printf("from [%s] to [%s]\n", task_execname($prev_p), task_execname($next_p))    }    exit()}probe end{}

    更多關於systemtap的範例，可以參考《systemtap language reference》這本手冊。