我們能從Linux系統(tǒng)上學到什么？談談linux的四個維度

關鍵詞： linux系統(tǒng)、驅動開發(fā)

Linux系統(tǒng)是軟件開發(fā)歷史上的一個傳奇。來自全球的個人、公司、團體為了完成開放和自由的訴求，在一種松散但是卻有效的方式下，成功地創(chuàng)建一個偉大的生態(tài)系統(tǒng)。無論從軟件的規(guī)模和穩(wěn)定性上面，linux都是首屈一指的。當然這里說的linux更多的是一個生態(tài)，它包括內(nèi)核、驅動、庫文件、gui、數(shù)據(jù)庫以及上層應用軟件。linux產(chǎn)生的基因決定了它的應用只能局限在一個小的范圍內(nèi)。當然，你可以不服氣地說不是還有Android嘛，但是我們要清楚android事實上是一個建立在linux之上的虛擬機，嚴格意義上說和linux的關系不是那么大。沒有google的推廣和移動終端聯(lián)盟的支持，Linux系統(tǒng)本身只能偏安一隅，在特定的領域發(fā)揮特定的作用，而不是像windows一樣成為所有人每天必須要面對的系統(tǒng)軟件。

當然，說了這么多，我們真正關心的是自身可以從這個生態(tài)圈中獲得些什么？說得更直白一點就是，我們可以從linux系統(tǒng)上面學到點什么，它對我們個人的成長和發(fā)展有哪些積極的因素。個人覺得，完全可以通過下面四個維度并結合自己的興趣進行選擇和判斷。

（1）熟練學習linux、配置linux和使用Linux
2011年有一本書特別火，長期位列在熱銷排行榜上，這本書就是《鳥哥的linux私房菜》。這本書以centos為例，講了很多的內(nèi)容，比如說系統(tǒng)安裝、常見配置、軟件更新、特殊命令的用法、服務器的配置等等。整本書的內(nèi)容很厚，而且內(nèi)容是一版再版，可見大家對linux的基礎知識是非?？是蟮?。另外一方面，現(xiàn)在隨著電商和視頻網(wǎng)站的迅速發(fā)展，一種稱為運維工程師的職業(yè)開始熱門起來。由于行業(yè)的特殊性，某些互聯(lián)網(wǎng)公司需要成百上千的服務器統(tǒng)一對客戶進行服務，那么怎么樣搭建網(wǎng)站、配置服務器均衡負載、進行遠程控制、正確配置數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)一管理服務器集群，這些都是運維工程師需要關注的事情。從這個意義上來說，運維工程師的重要性可見一般了。

（2）利用linux開發(fā)應用層軟件
通俗意義上來說，利用linux開發(fā)應用層的軟件和windows上面開發(fā)應用軟件沒有什么不同。可能，在windows上面使用得比較多的就是mfc、gdi、win32這些接口，而在嵌入式上面使用的就比較多種多樣了，什么qt、minigui、gtk都是可以用來進行開發(fā)的。當然，上面說的都是界面程序，很多公司的linux程序是沒有界面的，比如說游戲公司的linux工程師。相比較而言，他們看中的更多的是linux的穩(wěn)定性，所以在linux上開發(fā)的更多的都是服務器端程序。很多人都有一個誤解，認為操作系統(tǒng)就一定比應用軟件高級，其實不然。在我看來，office、webkit、samba、mplayer這些軟件的代碼都是在百萬行以上，本身的結構也是相當復雜的。說到應用開發(fā)，網(wǎng)上有幾本書，分別是《linux程序設計》、《unix環(huán)境高級編程》、《unix網(wǎng)絡編程》，對我們都很有借鑒意義。誠然有些書是基于unix系統(tǒng)的，但是基本的編程接口都是差不多的，相應的代碼在linux跑絕對沒問題。

（3）利用linux開發(fā)驅動
和其他os系統(tǒng)開發(fā)驅動的工作一樣，linux驅動開發(fā)也有自己的一整套流程。要想真正地做好驅動，一般來說你需要知道芯片的寄存器特性、電氣原理圖、總線標準，當然熟悉信號測試，通曉定時器、互斥工具、回調機制、位運算、中斷機制、芯片設置、信號時序、地址分配，這些也是少不了的。更極端一點，如果本身創(chuàng)業(yè)的公司比較小，驅動開發(fā)工程師有的時候還需要自己測試信號、調試boot、焊接芯片，這些都是可能的。所以說，對于真正的芯片企業(yè)來說，無論是美資、日資、臺資企業(yè)來說，驅動開發(fā)工程師的收入都是非?？捎^的。特別是現(xiàn)在有了android的推波助瀾，驅動開發(fā)工程師的薪酬更是水漲船高。希望在軟件上有所突破的硬件工程師或者是希望對系統(tǒng)本身進行更多了解的軟件工程師，都可以將此作為自己長期發(fā)展的一個方向。關于這方面的書很多，《linux driver development》無疑是人氣最旺的一本，但是我想說的是有一本國內(nèi)朋友寫的書也相當不錯，那就是宋寶華的《Linux設備驅動開發(fā)詳解》，質量也相當不錯，朋友們有時間也可以關注一下。

linux驅動其實并不復雜，我們要做的就是在linux統(tǒng)一的驅動框架下實現(xiàn)對外設的統(tǒng)一管理。很多的代碼架構都是現(xiàn)成的，所以我們只要做好模仿、學習、測試和驗證就可以了。比較簡單的代碼就是下面的這一段話，

加載模塊就是輸入insmod hello.ko，卸載模塊就是rmmod hello.ko。在這過程中，我們都可以看到相應的打印內(nèi)容。當然，朋友們可以一直往里面加代碼，一步步調試，一步步學習，只要堅持和總結，都是可以學習好linux的驅動代碼的。

這里順便把Makefile也寫一下,

（4）linux kernel代碼移植、修改和維護
linux kernel代碼相信是被很多人奉為經(jīng)典的，但是linux kernel的代碼很長也很難。一方面，linux代碼存在技巧代碼、匯編代碼，同時部分函數(shù)冗長、文件冗長、命名不規(guī)范，另外一方面linux的代碼分布合理、系統(tǒng)流程明顯、相關資料眾多。關鍵是我們自己怎么從linux kernel中學到東西？是看書呢，還是看代碼呢？是每一行都看呢，還是按照模塊看呢？是掌握主要原理呢，還是看實現(xiàn)技巧呢？是看高版本呢，還是先熟悉低版本呢？下面，我想就自己的經(jīng)歷談談自己的看法，
a）熟悉的代碼認真看，不熟悉的代碼了解一下接口就可以，對于內(nèi)存管理只要了解__get_free_page、kmalloc、vmalloc這幾個函數(shù)就可以了；

b）代碼不要貪多求快，多思考多實踐；

c）忽視技巧，看中代碼的處理流程和策略的權衡，多多思考為什么要這么設計；

d）利用module特性查看代碼的執(zhí)行日志，代替函數(shù)堆棧的功能；

e）了解linux性能的改進方法，了解為什么有軟中斷、rcu、slab和各種各樣的延時函數(shù)；

f）自己編寫os，實現(xiàn)內(nèi)存管理、信號量、消息隊列、驅動開發(fā)、中斷和線程調度，深入理解os的流程。
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