浅谈切入内核学习的方法 - 从块设备驱动入手

接着“内核修炼一”我们开始真正的内核技术实战学习，个人觉得内核学习从实战入手，直接参与内核代码开发，实战是最好的，否则会长期停留在理论学习的抽象边界上，最近也持续思考，并与北邮的部分学生进行交流，根据这么多年积累的项目经验总结了一下，我们从块设备驱动入手进行内核学习，这里我们从此会反复强调IO的概念，这也是存储技术的核心概念。

我们再看一下操作系统应用层／内核层的架构图，看一下块设备驱动在内核栈中的位置。



如上图架构所示，此次开设的系列课程我们将专注于内核通用块设备层的实战开发，这是必备的内核核心技能，在后续开设的系列二课程中会在系列一内核实战的基础上，深度进行内核修炼实战，加深理解并实战内核机制。

IO是内核或者操作系统重要的功能之一，在应用层运行的软件程序最终的操作都要归类于文件的数据读写，那么IO是如何处理的，这一块是学习操作系统最核心的知识。我们在第一章正式介绍块设备学习时还会提，这也是我们本次系列课程写代码的内核位置，通过写过滤块设备驱动，大家首先从系统IO路径上就可以看到过滤块设备驱动所处的位置，对上它要承载文件系统，对下它要面对具体底层设备驱动，由此我们开启了学习内核各个模块的关键之路，学好块设备驱动，对上可以继续切入文件系统，对下可以是网络或者SCSI。通过从块设备入手，我们将更快的接触到锁，并发控制，信号量，进程等很多内核编程基础知识，这样才能逐步提高内核的理解，因为内核代码毕竟不像应用程序，它的函数啥时候被调用到，依赖于整个内核的运行机理，通过块设备，我们就会很形象的知道读写请求是如何处理的，至于内存管理，进程调度，中断都是内核的一些基础设施，我们需要的是充分理解工作原理，能够熟练的实战运用，鼓励大家逐渐往深里面跟进具体的实现原理，这样更能把握操作系统设计的精髓。

从第一章开始我们通过向大家展示如何用170行内核代码构建一个真实的过滤块设备驱动，并通过实际的trace跟踪设备驱动与操作系统的交互细节，生动形象的将大家快速带入内核开发的世界。从第二章开始进行内核机制API的实战，把进程，并发，锁机制迅速实践起来，充分的在实际代码中进行内核技术的理解和使用，为后续大家能够逐渐具备阅读内核代码能力打下实战基础。最后我们会进行内核调试技术的实战学习，介绍列举内核调试技术，并让大家实际动手并实战调试技巧。

在项目开发环节中我们会拿出TaLK工作室实际开发的一款代码架构较好的fbdkmod过滤驱动，进行架构分析，然后布置项目内容，进行实战开发训练。

进入实战吧，真正的挑战要开始了。

P.S.： 附一下内核修炼一、二的技术内容列表，以及修炼二的详细分享计划，供广大同仁查阅。