笨叔叔： 我的Linux内核学习经历

作者简介

笨叔叔， Linux内核爱好者，从事Linux内核和驱动开发十余年，在多家芯片公司从事过手机芯片底层软件开发和客户支持工作。

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我和宋宝华老师大约是在2010年时候在以个会议上认识，当时感觉很朴实、很睿智、很有才华。会议结束之后问了小姑娘才知道这位是大名鼎鼎的宋宝华老师。此后我一直有关注他的微信微博以及Linux驱动的书籍，是在国内一个很乐于分享技术的布道者，另外他还是Linux内核ARM SoC分支内的Maintainer之一。

非常荣幸能受到宋老师邀请在他的微信公众平台上分享一下我的Linux内核学习经验。我的笔名叫笨叔叔，是最近这一年自己给自己起的名字，因为最近自己不自量力写了一本《奔跑吧Linux内核》的书。我是一个很普通的工程师，虽然10几年来一直从事和Linux驱动以及内核的工作，可是却平平淡淡。至今还没有在社区发过一个patch，可以说是一个zero patch的Linux内核吃瓜叔叔了。可能和自己工作岗位有关系，从事Linux开发的工程师分为两种，一种是做产品的工程师，另外一种是做开源社区的工程师。我自己做的不够好，因此也谈不上有什么好的经验和大家分享，下面就随便瞎扯淡吧。

我的学习经历可以分成下面几个阶段吧。

1.毕业设计阶段。当年毕业设计阶段做单片机相关的，仰慕实验室的其他同学在学习Linux内核作为毕业设计。当时厚厚的几本Linux内核书籍吸引我了，我也偷偷的买了，只是心里咕嘟，不知道猴年马月才能看到懂。

2. 初入职场。第一份工作是在一家做ARM开发板的公司工作，有点类似FAE。可是就是这样的工作，让我从单片机过渡到了ARM处理器和Linux内核。从移植成熟的开发板开始玩起，从简单的字符设备读取做起，慢慢深入到驱动开发中。

3.独立开发驱动。离开第一家公司之后，在其他公司陆续独立开发了几个驱动程序，比如基于V4L1和V4L2的视频数据采集卡。独立开发驱动程序其实很锻炼人，首先需要对所写的硬件规范要很熟悉，其次对需要采用的内核接口和框架也要有所了解，然后才能开始写驱动程序，在调试过程中你会发现遇到很多问题，带着这些问题在深入思考。

4. ARM芯片系统移植。后来到了一家芯片公司，做基于ARM的手机芯片的。从基于ARM9开始，一直做到双核Cortex-A9以及4核Cortex-A7。做新芯片的系统移植比第一份工作的开发板移植要有意思的多，开发板移植的大部分工作芯片原厂就做完了。做芯片的，自己就是芯片原厂。需要和ARM core以及芯片内部的很多IP打交道。这样让我对ARM core和SoC内部实现有更深入的了解。

5.参与UKSM项目。有幸参与了和内存管理相关的一个项目，并且得到夏老师的悉心指导和点拨，让我对内存管理有了更深入的理解。

6.到了樱桃公司的手机部门做客户支持。我又回到做FAE的岗位了，可能有人瞧不起FAE，可是FAE可以让我从多方面了解Linux内核，而不局限于某一个技术点。比如说，有客户问，你们家芯片是怎么支持多CPU调度的?怎么支持大小核调度的？有时候从研发的角度思考问题会有一些技术的局限性，多接触一些不同的观点也是好事情，同时被客户吊打也是一种人生体验。我依然觉得技术是为产品服务的，多了解一下技术以外的事情也不是坏事。

7. 撰写《奔跑吧Linux内核》。因为有了上述研发和FAE的经验，加上《情景分析》十多年来一直没有人更新，我一直在等毛老师更新最新版本或者国内大牛来做这个事情。可是十多年了一直了无音讯，因此我就自告奋勇，冒着被天下读者吊打的风险来撰写一本基于《情景分析》的最新版本的内核书籍。《奔跑吧Linux内核》基于情景分析，但是由增加了一些新的构思，比如说基于实际问题来分析代码，以奔跑卷为开篇。书中里尽可能的多画一些图，每章之前有思考题，每章之后有总结等。总来的说就是“毛氏情景分析”+“笨氏吊打法”。

真要总结一些什么学习经验的话，我觉得有如下几点：

1. 要有一颗热情的心和对Linux充满了兴趣和好奇心。如果想在学习内核可以赚大钱，那真不必了，因为连Linux校长linus同志都没发大财。虽然这几年Linux内核的热情被云计算、AI、自动驾驶等新兴热点超越了，可是Linux内核作为基础设施未来几年还是很难被替代的，无论云计算、AI、自动驾驶还是ARM服务器等等，这些应用场景大部分还是运行在Linux内核之上，因此学习和掌握Linux内核还是必不可少的一门手艺。Linux内核像股市中的白马股和蓝筹股，虽然不在是被爆炒的热点，但依然星光璀璨。可以读读Linus同志的自传《Just for fun》。

2. 要有实际动手的机会。如果公司里有实际的Linux驱动或者内核项目，那是很好的锻炼机会。如果没有，那可以自己创造一个。比如可以按照《奔跑吧Linux内核》第6章的实验内容，采用Qemu+gdb+eclipse+O0调试方法来对感兴趣的内核模块进行单步调试，这样可以加深对内核代码的理解。另外也可以参与一些其他的开源项目，github上有不少很不错的内核开源项目

3. “笨氏吊打法”即要带着问题去看内核代码。这些问题可以是自己工作上遇到的问题，也可以是自己阅读代码中产生的疑问，总之你有疑问就不要放过，被客户吊打的问题更不能让它轻易溜走。内核代码变得越来越庞大，不带着好奇心和问题去看代码很容易在代码中迷失了方向。这也是《奔跑吧Linux内核》推崇的做法。拿mmap来说，相信很多驱动开发者或者应用开发者都用过这个API，可是有没有想过mmap是怎么实现的？使用mmap需要注意哪些方面？如果用户程序采用只读的方式来mmap文件内容到用户空间然后往这段进程地址空间写入，会发生什么情况？再比如get_user_page()这个函数，有不少驱动程序使用了它，你有没有想过它是如何实现，又是如何pin住物理页面的？

4. 参与内核社区开发。在这一点上，我给自己打分的话一定是0分。我自己没有参与过内核社区的开发，也没有一个patch，虽然定阅了Linux-mm的mailist，可是真的没有时间很认真的参与讨论。希望读者朋友们如果有时间和精力可以订阅自己感兴趣的mailist，尽可能的参与社区的讨论，这样对自己的提高是显著的。能参与开源社区的开发固然是好事，如果你是做产品研发的部门，没有时间和精力参与到社区里，其实也不用伤心，很多Linux专家也不在社区里混。参与一款好产品的研发也是一件很了不起的事情，因为好产品不仅仅是开源技术，还涉及好多方面。

总之一句话，带着问题去看内核代码，然后撸起袖子动手实践吧，这也是《奔跑吧Linux内核》给大家推荐的做法。

《奔跑吧Linux内核》经历了2年多的痛苦奔跑，终于和大家见面，我希望把我这10多年来对Linux的理解和被吊打的东西抽象出来与大家分享。作品不完美依然有不少瑕疵，期待读者慷慨的给出批评和吊打意见。

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笨叔叔联系方式：

微信号：runninglinuxkernel

微博/微信公众号：奔跑吧Linux内核

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