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.