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作者: rextsai (Rex Tsai) 看板: LinuxDev
標題: [心得] 十本 Linux 核心開發書籍介紹
時間: Fri Mar 18 02:30:51 2011
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作者: rextsai (Rex Tsai) 看板: Linux
標題: [心得] 十本 Linux 核心開發書籍介紹
時間: Thu Mar 17 19:00:22 2011
網頁版: http://bit.ly/hJL3gJ
[2] 十本 Linux 核心開發書籍介紹
「利益揭露: 本文英文書籍連接使用 [3]Amazon Associates Program.」
我相信絕大部分 Linux 開發者都會告訴你，Driver 的開發比 Linux Application 容易許
多，即便寫驅動程式聽起來莫名偉大，其實也不過是一段 C/assembly 的組合程式碼。有
別於桌面應用程式，Linux kernel API 較少因?不同的新軟硬體規格，而進行大幅度 API
更動 (參數的簡化倒是十分常見)，且由傑出的軟體開發者撰寫的核心架構，穩定性已經十
分可靠。
相較與 userland 高度複雜的設定機制，Linux Kernel 暴露的界面十分簡單，在硬體穩定
的前提之下，你也難得碰到 API 反應與預期不符合的處境。一般開發者對於核心驅動程式
上手的時間，應該不會比開發桌面軟體來的更久。花費時間較多應該是研讀硬體手冊，以
及不嚴謹的開發習慣造成臭蟲而所需的除錯時間。
對於深具經驗的開發者，在學習開發 Linux kernel driver 時，最快的方法莫過於直接解
開 Kernel tarbar, 切進欲開發的 subsystem 目錄，拿出 [4]global, [5]vim, [6]LXR
直接把現成程式碼當作範例學習，很快就可以理解程式結構。不過，偶爾還是需要參考書
來驗證對於架構得理解是否正確，另外接觸新的 subsystem 時先閱讀入門文章也可以減少
無謂的撞牆期。
所幸，幾位 Linux kernel hacker 也是傑出的文件作者。在 Linux kernel sourc tree
中已有一些各子系統的架構、操作參考文件，涵蓋了基本的 coding style、設計哲學等。
另外，像是 [7]Robert Love, [8]Greg Kroah-Hartman (PCI, USB maintainer) 等開發者
也出版了完整的書籍，很值得參考。
不過市面上針對 Linux kernel 開發的書籍也不少，那一本是適合你的呢？這類的技術書
籍，通常設定不同的讀者?來設定內容，有的偏重知識，有的偏重操作實務。且出版版次
也會影響所介紹的 API 差異，造成無法編譯其範例，但並非舊書，所談之理論就不正確。
以下分享不才對於市面上 2005 年之後出版的[9]核心開發書籍的評論，希望對於想擴充團
隊圖書館的朋友提供些參考。
[10][9780596100797-]
[11]Linux Kernel in a Nutshell 是 2006 年年底發行，作者是 GregKH，使用核心為
2.6.18，部分操作方式或指令已經略有更改。GregKH 基於讓更多新手參與開發行列，針對
的讀者是從未編譯過 Linux kernel，想瞭解下載、設定、編譯需求等等細節，適合剛從其
他平臺進入 Linux 核心開發的朋友，可以較快熟悉核心編譯的操作程序。書內主要介紹通
用性知識，因此未提各 distro 間安裝 kernel 的細節 (如 initrd 建制方式)。
LKN 已採 [12]CC BY-SA 2.5 授權。電子書可於 GregKH 的[13]網頁下載。
[14][0596005652]
[15]Understanding the Linux Kernel, Third Edition* 這本由兩位博士 Daniel P.
Bovet 與 [16]Marco Cesati 所撰寫，從 2000 年底出版之後，到 2005 已經是第三版，
介紹的核心是 2.6.24。有[17]中譯版。
此書結構以流水帳方式帶過各個子系統，但稍嫌膚淺的僅僅介紹表面的細節，未能給予概
觀性的理論說明，也未能直指程式核心。篇幅常用於註記資料結構或函式用途，適合想尋
著麵包屑理解 Linux kernel 運作的探險家使用。
[18][0470343435]
[19]Professional Linux Kernel Architecture 在2008 年出版，作者是 Wolfgang
Mauerer，作者的背景是量子物理學家。在沒有社群內知名開發者的背書與協助下，他完成
了一本巨大的書籍，篇幅高達 1368 頁。
有別於 UTLK，也許是為了非科班出生的讀者，作者試著詳盡的敘述作業系統的基本概念，
另外一方面也以程式碼告訴讀者 Linux 的運作模式。
如果你讀不下純粹理論導向的作業系統教科書，而想透過 Linux理解一個作業系統的設計
原理，這是適合你的書。本書基於 Linux kernel 2.6.24.
[20][0672329468]
身為知名的 kernal hacker, [21]Robert Love 在 [22]Linux Kernel Development (3rd
Edition) 一書中為讀者拆解 Linux kernel source tree, 直接從設計理念切入，酌以程
式碼輔助，讀者需要有作業系統理論素養以及 Linux 開發經驗，才能消化理解筆者的解剖
。最新第三版發表於 2010 年初版，更新到 2.6.34.
簡體中譯版 [23]Linux ?核??与??翻譯自 Linux Kernel Development 第二版。正體
中文版有維科圖書有限公司出版沈中庸, 沈彥男翻譯的 [24]Linux 核心開發指南, 2/e。
[25][0596002556]
[26]Linux Network Internals 的作者是 [27]Christian Benvenuti，發表於 2005 年。
少數專談 Linux Network stacks 的書籍，作者循序的從設定工具、核心啟動開始，逐一
介紹封包傳送接受、Bridging、IPv4、Neighboring Subsystem 與 Routing。
書中涵蓋了 Layer 2, Layer 3 等協定, 可惜遺漏了 IPv6, IGMP, PIM, Traffic
Control, [28]Netfilter, Virtual devices (802.1Q, bonding, IPIP, GRE) 等等重要原
件。讀者需要基本開發能力與網路協定常識。此書有[29]中譯版。
[30][1584504811]
[31]The Linux TCP/IP Stack: Networking for Embedded Systems [32]第一版發表與
2004 年，最新[33]第二版 2006 年，針對的版本是 2.6.16，作者是 Thomas F. Herbert
。此書對於讀者的定位不明。雖然意圖以一個章節討論嵌入式系統中的 TCP/IP Stack，但
除了說明一般嵌入式系統需求外，缺乏實際有用資訊。
書籍想涵蓋各種 TCP/IP Stack 所涵蓋的項目，但章節設計雜亂，從基本的 Network
Stack 開始介紹，對於 API 部分又缺乏系統性描述。既無法瞭解網路協定，或撰寫網路程
式或作業系統核心架構。
書中時常夾雜敘述與程式碼，令讀者難以連貫消化，讀者需要開啟原始程式碼才能領會作
者的。這是一本關於網路協定的原始碼註記，適合已具核心開發經驗的開發者參考使用，
考量其版本日期，書籍的功能可能比自行追蹤程式碼的效用還差。另外，若你想瞭解嵌入
式系統，這也不是你該買的書。
[34][0596005903]
[35]Linux Device Drivers, 3rd Edition* 的作者是 [36]Jonathan Corbet ([37]LWN 的
[38]創辦人)、[39]Alessandro Rubini、[40]Greg Kroah-Hartman。即便 LDD3 已經出版
許久，還是所有想寫 Linux kernel driver 的第一優先入門參考書阿。此書有[41]中譯版
。
LDD3 務實的從實做範例開始，帶領讀者理解各種 subsystem，含括了入門操作與基本觀念
，對於初次開發 lkm 的開發者提供了燈塔般的指引。
LDD3 授權採 [42]CC BY-SA 2.0，線上版可於此下載 [43]http://lwn.net/Kernel/LDD3/
。但由於書籍年代較久，針對的核心版本為 2.6.10，書中範例需要一點調整才能正常運作
。已有同好改了幾份擺在 github ([44]jesstess, [45]martinezjavier).
[46][0132396556]
[47]Essential Linux Device Drivers 的作者是長期在 IBM 工作的 [48]Sreekrishnan
Venkateswaran，參與 [49]Linux Watch, [50]PDA, [51]Nurse Call Systems, [52]
Merlin Patient Care System 等等開發專案。有正體中譯版 [53]Linux驅動程式開發實戰
以及簡體中譯版 [54]精通Linux驅動程序開發。
這本書是作者的實務工程筆記，出版於 2008 年，針對核心為 2.6.23/2.6.24，透過此書
新手可以從中漫遊一個深具經驗的開發者，如何從原始碼迷霧之中理解 Linux device
driver，老手或可從雜亂的描述中再次驗證自己的理解。
雖然篇幅高達 744 頁，卻被引用程式碼佔了許多頁面。這本書不足以提供開發者撰寫驅動
程式的基本觀念，也無法協助理解作業系統概觀。
作者另有一小冊 [55]Debugging Linux Systems 電子書短短九十頁，帶過幾個常見的核心
除錯工具與技巧，很有實務參考價值。
[56][0131181637]
[57]《The Linux(R) Kernel Primer: A Top-Down Approach for x86 and PowerPC
Architectures》出版於 2005 年，作者是 Claudia Salzberg Rodriguez, Gordon
Fischer, Steven Smolski。有[58]中文版，但[59]評價頗差。
書名讓人非常期待總算有一本核心介紹書籍 x86 外的硬體平臺，畢竟 [60]RISC vs [61]
CISC 架構的不同, [62]endianness, [63]alignment, [64]calling convention 等，應當
有許多寫核心驅動程式應該注意得事項。但是整本書只在 2.2 節稍微說一下寫 Assembly
時，PowerPC, x86 的指令差異，剩下的細節根本沒提！
整本書還是著重在一般核心的結構介紹。
而書中除了少量的插圖之外，根本沒有沒有多少邏輯上的說明跟描述。通篇拆解程式碼，
對資料結構作註解。這些資訊任何有點基礎的工程師都可自行閱讀程式碼及程式碼註解。
新入門工程師還可能因?書中解釋而疑惑。
除非你想寫沒有價值的書評，否則不建議購買。
[65][0131492470]
[66]Linux(R) Debugging and Performance Tuning: Tips and Techniques 出版於 2005,
作者是 Steve Best。此書少見的從除了應用程式之外，還從核心切入的除錯、效能測試書
籍，因?這方面的技術資訊總是一下就超過保鮮期。
作者試著含括基本的 Profiling 實務開始，介紹 gdb, 應用程式記憶體管理，再講核心的
各種資訊界面。很可惜，以一本專講除錯與效能測試的書來說，範例與介紹過於粗淺，以
第十二章 Dynamic Probes 為例，其介紹深度可能還比不上 [67]Documents/kprobes.txt
中的概念介紹與 IBM developerWorks 的[68]範例介紹。
適合剛切換到 Linux 的開發者，可概略學得各種基本開發工具者的入門資訊。
2011-03-17 18:00 更新
增列相關中譯版本連接，感謝 [69]ansoncat 告知資訊。
References:
[1] http://people.debian.org.tw/~chihchun
[2] http://people.debian.org.tw/~chihchun/2011/03/17/10-linux-kernel-books/
[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Amazon_Affiliates#Third-party_sellers
[4] http://www.gnu.org/software/global/
[5] http://www.vim.org/
[6] http://lxr.linux.no/
[7] http://blog.rlove.org/
[8] http://www.kroah.com/linux/
[9] http://www.anobii.com/chihchun/books/?filterType=3&filterValue=7&tagPage=1&doScroll=true
[10] http://www.amazon.com/gp/product/0596100795?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0596100795
[11] http://www.amazon.com/gp/product/0596100795?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0596100795
[12] http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/
[13] http://www.kroah.com/lkn/
[14] http://www.amazon.com/gp/product/0596005652?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0596005652
[15] http://www.amazon.com/gp/product/0596005652?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0596005652
[16] http://www.sprg.uniroma2.it/home/cesati/
[17] http://www.anobii.com/books/LINUX%E6%A0%B8%E5%BF%83%E8%A9%B3%E8%A7%A3%EF%BC%88%E4%B8%89%E7%89%88%EF%BC%89/9789867794833/01a1519d5282b63a4a/
[18] http://www.amazon.com/gp/product/0470343435?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0470343435
[19] http://www.amazon.com/gp/product/0470343435?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0470343435
[20] http://www.amazon.com/gp/product/0672329468?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0672329468
[21] http://rlove.org/
[22] http://www.amazon.com/gp/product/0672329468?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0672329468
[23] http://www.books.com.tw/exep/prod/china/chinafile.php?item=CN10623111
[24] http://www.anobii.com/books/Linux_%E6%A0%B8%E5%BF%83%E9%96%8B%E7%99%BC%E6%8C%87%E5%8D%97,_2e/9789867503084/01f52037ae93f55382/
[25] http://www.amazon.com/gp/product/0596002556?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0596002556
[26] http://www.amazon.com/gp/product/0596002556?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0596002556
[27] http://benve.info/
[28] http://www.netfilter.org/
[29] http://www.oreilly.com.tw/product2_linux.php?id=a204
[30] http://www.amazon.com/gp/product/1584504811?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=1584504811
[31] http://www.amazon.com/gp/product/1584504811?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=1584504811
[32] http://www.amazon.com/gp/product/1584502843?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=1584502843
[33] http://www.amazon.com/gp/product/1584504811?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=1584504811
[34] http://www.amazon.com/gp/product/0596005903?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0596005903
[35] http://www.amazon.com/gp/product/0596005903?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0596005903
[36] http://www.oreillynet.com/pub/au/592
[37] http://lwn.net/
[38] http://en.wikipedia.org/wiki/LWN.net
[39] http://www.linux.it/~rubini/
[40] http://www.kroah.com/linux/
[41] http://www.oreilly.com.tw/product_linux.php?id=a184_toc
[42] http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/
[43] http://lwn.net/Kernel/LDD3/
[44] https://github.com/jesstess/ldd3-examples/
[45] https://github.com/martinezjavier/ldd3
[46] http://www.amazon.com/gp/product/0132396556?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0132396556
[47] http://www.amazon.com/gp/product/0132396556?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0132396556
[48] http://elinuxdd.com/~elinuxdd/elinuxdd.docs/aboutme.html
[49] http://www.research.ibm.com/WearableComputing/linuxwatch/linuxwatch.html
[50] http://www.linuxfordevices.com/c/a/Linux-For-Devices-Articles/Device-Profile-CDL-Paron-secure-PDA/
[51] http://www.hill-rom.com/usa/NaviCare_NurseCall.htm
[52] http://www.linuxfordevices.com/c/a/Linux-For-Devices-Articles/Device-Profile-Merlin-Patient-Care-System/
[53] http://www.anobii.com/books/Linux%E9%A9%85%E5%8B%95%E7%A8%8B%E5%BC%8F%E9%96%8B%E7%99%BC%E5%AF%A6%E6%88%B0/9789866348174/017600ce73d44ab65e/
[54] http://www.anobii.com/books/Essential_Linux_device_drivers/9787115206473/019c9e0bf8b5932e5f/
[55] http://www.anobii.com/books/Debugging_Linux_Systems/9780136123545/01c4d74310f48c2430/
[56] http://people.debian.org.tw/~chihchun/wp-content/uploads/2011/03/0131181637.jpg
[57] http://www.amazon.com/gp/product/0131181637/ref=as_li_ss_tl?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0131181637
[58] http://www.anobii.com/books/The_Linux_Kernel_Primer_%E4%B8%AD%E6%96%87%E7%89%88/9789867199614/013342e1203c95f23a/
[59] http://joyueng.twbbs.org/2006/12/31/the-linux-kernel-primer-chinese-edition/
[60] http://en.wikipedia.org/wiki/Reduced_instruction_set_computing
[61] http://en.wikipedia.org/wiki/Complex_instruction_set_computing
[62] http://en.wikipedia.org/wiki/Endianness
[63] http://en.wikipedia.org/wiki/Data_structure_alignment
[64] http://en.wikipedia.org/wiki/Calling_convention
[65] http://www.amazon.com/gp/product/0131492470/ref=as_li_ss_tl?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0131492470
[66] http://www.amazon.com/gp/product/0131492470/ref=as_li_ss_tl?ie=UTF8&tag=rexsblahblahb-20&linkCode=as2&camp=1789&creative=390957&creativeASIN=0131492470
[67] http://www.kernel.org/doc/Documentation/kprobes.txt
[68] http://www.ibm.com/developerworks/library/l-kprobes.html
[69] http://blog.ansoncat.com/