Lukáš Jelínek o knize Jádro systému Linux

12. 6. 2008 | Robert Krátký | Rozhovory | 5529×

Lukáš Jelínek napsal na české i světové poměry poměrně unikátní knihu o vnitřnostech linuxového jádra (Jádro systému Linux - Kompletní průvodce programátora). V rozhovoru mluví například o tom, co ho přivedlo k Linuxu a k jádru, kde bral inspiraci a co mu dalo nejvíce zabrat.

1) Lukáši, představ se prosím čtenářům. Co jsi studoval, co děláš, co a kdy tě přivedlo k Linuxu? Nezapomeň zmínit, které distro používáš a ve kterém programu jsi psal knihu :-).

Jsem původem z Prahy, což byl jeden z důvodů, proč jsem se po absolvování průmyslovky v Kutné Hoře, kde nyní žiji, rozhodl studovat na pražské FEL ČVUT, samozřejmě v oboru Výpočetní technika. Právě tam se odehrálo - v roce 1999 - mé první setkání s Linuxem. Bylo v podstatě nedobrovolné, šlo o jakési "hození do vody". Cvičení z předmětu Distribuované systémy se totiž odehrávala na počítačích s Red Hat Linuxem (tuším, že zpočátku to byla verze 5.1), takže mi nezbylo nic jiného, než se s tímto systémem seznámit. Měl jsem už nějaké zkušenosti z unixových systémů (hlavně ze Solarisu), takže to nebylo úplně neznámé. Linux mě ale brzy uchvátil natolik, že jsem si ho nainstaloval i doma. Od té doby ho používám neustále.

Dlouho jsem na desktopu preferoval Red Hat/Fedoru (určitou dobu jsem pracoval i s RHEL 3 a 4). Někde kolem Fedory 7 jsem ale začal být s touto distribucí nespokojen, proto jsem (po vyzkoušení všeho možného) přešel na openSUSE 10.3, což mi aktuálně připadá jako (pro mé účely) nejpoužitelnější distribuce. Vždy jsem používal prostředí KDE, ostatní prostředí (tj. zejména GNOME) mi k srdci nepřirostla. Na serverech používám Debian, což je pro tyto účely poměrně vhodná distribuce (když pominu nedávnou bezpečnostní aféru). Ještě bych měl dodat, že na desktopech jsem měl vždy dual boot s Windows, protože některé programy (aspoň zatím) na Linuxu používat nemohu a ani nemají srovnatelnou náhradu. Knihu jsem psal (a obrázky kreslil) v OpenOffice.org.

Moje pracovní činnost je v posledních letech jaksi "dvoukolejná". Na částečný úvazek pracuji v pardubické společnosti ERA, kde se podílím na vývoji softwaru pro pasivní radiolokační systémy. Současně dělám "na vlastní triko" (tedy na živnostenský list) na různých zajímavých zakázkách - především jde o vývoj a provoz webových aplikací (CMS, e-shopy, spotřebitelské soutěže, rezervační systémy apod.) založených na oblíbené platformě PHP+MySQL. Obecně se dá říci, že skoro sto procent mých pracovních aktivit je v současné době přímo nebo nepřímo spjato s Linuxem.

1a) Jak jsi se dostal k samotnému jádru?

Před pár lety jsem měl to štěstí, že jsem dostal za úkol vytvořit několik ovladačů zařízení pro Linux (v jednom případě šlo o portování existujícího ovladače pro Windows). Proto jsem se začal věnovat poměrně detailně tomu, jak jádro uvnitř vypadá a jak pro něj tvořit ovladače. Válčil jsem totiž s nedostatkem dokumentace. Většinu potřebných informací pro vývoj jsem sice tehdy načerpal z knihy Linux Device Drivers, ale stejně to nebylo úplně ono. Mimochodem, je zajímavé srovnávat ovladačové API Linuxu a Windows - Linux má API obecně jednodušší a srozumitelnější, API Windows je zase výborně zdokumentované. U Linuxu tedy stačí "jen" dodělat tu dokumentaci...

Při zkoumání vnitřního fungování jádra a jeho API jsem ale nezůstal zdaleka jen u toho, co jsem aktuálně potřeboval. Proto jsem v jádře bádal dál a dál, dělal různé pokusy, četl snad úplně všechno, co bylo kde o jádře napsáno. Všechno se to sice dost rychle zapomíná, ale když se tam pak člověk podívá znovu, už v tom netone.

Když mi na podzim 2005 nabídl Vlastimil Ott možnost psát články do LinuxEXPRESu, docela drze (nabízet psaní o něčem takovém, jako je jádro, prostě ničím jiným než drzostí nemohu nazvat) jsem nabídl seriál o jádře jako jedno z možných témat. Do článků se toho sice moc nevešlo, ale byla to možnost, jak jsem mohl své "kernelové bádání" zužitkovat.

2) Jak vznikl nápad na vydání knihy? Ivan Bíbr prozradil, že tě doporučil v CPressu, ale co byla tvoje motivace?

Ano. Ivan Bíbr se mi ozval v září 2006 s tím, že mě v CPressu doporučil (na základě toho, že jsem psal kernelový seriál do LinuxEXPRESu) - ale tehdy ještě nebylo jasné, jestli bych se podílel (jako odborný korektor apod.) jen na vydání některé anglicky psané knihy přeložené do češtiny, nebo zda by mělo jít o knihu úplně novou. Krátce na to jsme se s tehdejším šéfredaktorem pro počítačovou literaturu Václavem Kadlecem dohodli na tom, že bude vhodnější úplně nová kniha. Už proto, že při překladu knihy odjinud by zpoždění za aktuálním stavem jádra bylo 2 - 3 roky, což je docela dost. Pro mě to byla velká výzva, zatím jsem totiž psal jen články, kniha byla něco zcela nového.

3) Jak dlouho trvaly přípravy a shromažďování materiálu a jak dlouho samotné psaní a sestavování knihy?

S přípravami jsem začal na podzim 2006 (asi tak v listopadu), s vlastním psaním pak v lednu 2007. Můj původní plán bylo dokončení do června 2007, což se ukázalo jako čirá utopie. Vzal jsem si hodně velké sousto a jak jsem se dostával k těžším částem, šlo to samozřejmě čím dál pomaleji. Proto jsem se psaním skončil až v září, pak jsem ale ještě nějakou dobu dokresloval obrázky, kterých bylo potřeba hodně. Nemálo času bylo potřeba ještě na zapracování připomínek korektora Petra Baudiše, který mi velice pomohl hlavně v tom, aby byly některé pasáže dostatečně srozumitelné a výstižné.

4) Z čeho (nebo od koho) jsi čerpal inspiraci? Nemám na mysli použité zdroje, ale způsob, jakým jsi došel k výslednému členění a obsahu knihy.

Úplně na začátku jsem neměl vůbec představu, jak by měla taková kniha vypadat. Došel jsem k několika variantám, ze kterých pak vykrystalizovaly dvě. Jedna byla o dost stručnější, nešla tolik do hloubky a bylo by to jen seznámení se "střevy" jádra. Zajímavější se mi ale jevila varianta druhá, obsáhlejší. Protože jsem si říkal, že by informace o jádře zajímaly aplikační programátory, tvůrce ovladačů a pak také ty, kdo chtějí vidět skutečně dovnitř, vynořila se verze se třemi hlavními částmi. Právě s tímto návrhem jsem uspěl i v nakladatelství, takže se stal realitou. Podrobnější členění je zhruba podobné, jako například u Linux Device Drivers. Na tom se asi nedá moc vymyslet.

5) Vzhledem k obsáhlosti tématu bylo určitě nutné pečlivě vybírat, co ještě do knihy zařadit a co by bylo lepší vynechat. Jak takové rozhodování probíhalo? Jsi spokojen s výsledkem, nebo bys byl raději, kdyby byla kniha obsažnější?

Protože jsem osnovu připravoval hodně časně (ke schválení šéfredaktorem), vznikla trochu synteticky a v rychlosti. Sice jsem tam nějaké změny později udělal (kromě toho tam Petr Baudiš při korektuře prosadil například práci s gitem, která tam chyběla, a můj "neučesaný" návod podstatně vylepšil), ale i tak by to asi ještě zasloužilo určité úpravy. Například bych tam rád viděl podrobnější informace okolo síťování, paketových filtrů a podobně. Někdo by tam určitě rád viděl problematiku terminálů, ale to jsou vody, do kterých se mi moc nechce (celá tahle oblast je pro mě černá magie). Asi bych ale nevynechal nic z toho, co tam teď je. Možná jen ten popis technologie kevent, protože jde zřejmě o definitivně mrtvou věc.

6) Tvoje kniha je svým záběrem a pojetím, které svědčí i relativním laikům, dost unikátní, i když bereme v potaz anglicky psanou literaturu. Přesto mě zajímá, jestli jsi měl nějaký vzor.

Neměl jsem žádný konkrétní vzor, ale snažil jsem se hledat všude to nejlepší. I když hodně se mi líbí například styl Jonathana Corbeta, hlavně jeho schopnost srozumitelně vysvětlit nepříliš srozumitelné věci.

7) Které části ti daly nejvíce zabrat? Z textu to vypadá, že fakta i veškerou syntaxi sypeš z rukávu, takže prozraď, co bylo nejobtížnější.

Z rukávu nic rozhodně nesypu. Například příklady uváděné u kapitol o vývoji ovladačů vznikly často po zdlouhavých experimentech, protože i jednoduše vypadající kód mívá své záludnosti. Ale úplně nejobtížnější byly ty části, které nejsou vůbec nebo skoro vůbec popsány (případně se popis týká staré verze) a kde jsem musel dlouze procházet zdrojové kódy a zvolna "rozšifrovávat", jak příslušná věc (například alokace paměti, práce s odkládacím souborem apod.) vůbec funguje. Nezřídka jsem měl otevřeno i 5 - 6 zdrojových souborů vedle sebe a musel je dohromady vnímat. Ale to bylo vždycky až to poslední, po prostudování všeho, co jsem kde našel (hlavně v dokumentaci jádra a na LWN).

8) Co byla naopak radost psát? Co se "psalo samo"?

Nejvíc mě bavily takové části, o kterých jsem věděl, že o nich nebylo ještě prakticky nic napsáno, ale přitom nejsou až tolik náročné na vysvětlování. To byla třeba tvorba ovladačů souborových systémů (přímo v jádře i přes FUSE) nebo časovače s vysokým rozlišením. Hodně zábavné bylo také to, kde jsem se mohl pořádně "vyřádit" po jazykové stránce.

9) Přestože jde o tištěný formát, je kniha (alespoň prozatím) docela "čerstvá". Kdybys však mohl doplnit informace, které vyšly najevo v období od uzávěrky do vydání knihy, co by to bylo? Co z jader 2.6.22 - 2.6.25 tam nejvíce chybí?

Určitě by tam měl mít své místo nový plánovač CFS (popsal jsem ho v knize jen velice stručně) a virtualizační technologie. Z důležitých drobností pak například nový stav úlohy TASK_KILLABLE.

10) Pokud vím, tak jde o tvůj první větší knižní počin. Jaký to byl pocit, když byla kniha hotova? A chystáš něco dalšího?

Pocit to byl zajímavý. Když mi přišly autorské výtisky, chvíli jsem se cítil jako Bůh, když stvořil svět. Ale to trochu přeháním ;-).

Co se týká případných dalších knížek, už delší dobu mám nějaké nabídky, ale zatím jsem příliš "vyšťavený" tou první knihou, takže si dám ještě nějakou dobu pauzu. Ale do budoucna počítám s tím, že bych zase něco rád napsal.

11) Jak jsi spokojen s výslednou podobou knihy (sazba, vazba atd.)? Nemrzí tě, že se na obálku nedostal ani malinký tučňák?

Výslednou podobu považuji za kvalitní. Že tam není tučňák, jsem si vůbec neuvědomil. Bylo by lepší, kdyby tam byl, je symbolem Linuxu.

12) Proč se vlastně více nevěnuješ vývoji jádra?

Protože se příliš dobře znám, takže vím, jak by to dopadlo. Jsem totiž typický "začínač" projektů - s nadšením se pouštím do realizace nových myšlenek, ale často pak nemám vůli to dotáhnout do konce. Těch "kostlivců" už mám docela dost, například včetně programu incron, který jsem stále nedotáhl do podoby, kterou slibuji už hodně dlouho.

Ale přece jen jsem něco pro jádro vyvinul. Měl jsem rozdělanou implementaci volání podobného timerfd(), ale protože Davide Libenzi vytvořil něco mnohem lepšího (co nezahrnovalo jen časovače), už jsem ve vývoji nepokračoval. Další mojí aktivitou byl mechanismus pro odkládací soubory s proměnnou velikostí. Na tom bych ale rád pokračoval, protože si myslím, že je to věc, která hodně chybí. Někdo to sice bude považovat za "windowsovinu", ale tento názor nesdílím. Podobných námětů bych měl celou řadu - o některých už jsem psal v blogu, ale na přetavení v něco reálného bohužel příliš nevěřím. Aspoň zatím.

13) Jak pokračuje projekt kernel-api.org? Používal jsi ho jako pomocníka při psaní knihy?

Nerad to říkám, ale kernel-api.org [The Kernel API Reference] je již delší dobu prakticky mrtvý projekt (z čehož vyplývá, že jsem ho při psaní knihy nepoužíval - poslední verze je zde 2.6.17). Generování dokumentace přes doxygen se ukázalo jako problematické, protože u novějších jader (a při nadefinování všech potřebných maker i u těch starších) to doxygen nebyl schopen zvládnout - většinou padal na Segmentation fault. Zřejmě v něm je chyba, která by zasloužila odstranit. Ale i tak bylo generování vždy velmi zdlouhavou záležitostí.

Kdysi jsem začal pracovat na vhodnějším generátoru, který by si lépe poradil se strukturovanými komentáři (i bez předzpracování) a byl rychlejší, bohužel jsem pak na to neměl čas. Kdyby měl někdo zájem, mohl by si to vzít třeba jako nějakou školní práci apod. - jsem připraven poskytnout potřebnou podporu a zkušenosti.

Díky.

       

Komentáře

[Vlastimil Ott]

Výborný rozhovor. Potvrzuje se mi, že Lukáš patří mezi vynikající schopné autory a komunikativní vzdělané lidi, jsem rád, že s ním mohu spolupracovat - napsal mnoho jiných výborných článků (a věřím, že ještě napíše). Díky za ně a díky i za knihu, je to pecka.

Nechci být patetický, ale přesně takoví lidé jako Lukáš jsou tahouny, ze kterých by si měli brát příklad jiní, kdož zatím jen hovoří a planě kritizují...

[bibri]

+1

[Luk]

Tolik chvály si ani nezasloužím

[Lukáš Zapletal]

Také smekám.

[laco]

Vy dva jste určitě čekali, až se tu ten rozhovor objeví, protože je v něm o vás dvou zmínka.

[bibri]

A vy jste tu proč?

[Michal Ludvig]

Zajímalo by mě kolik kusů takovéhle knížky, která za pár let docela zastará, se v česku může prodat. Mě osobně by asi přišlo líto strávit rok života psaním vychytané knihy kterou si pak přečte třeba jen pár desítek (?) nebo možná stovek lidí. Jestli by bývalo nebylo lepší ji napsat rovnou v angličtině nebo i ještě teď jí přeložit a vydat anglicky aby z ní mělo užitek řádově víc čtenářů?

[Luk]

Zajímalo by mě kolik kusů takovéhle knížky, která za pár let docela zastará, se v česku může prodat. Mě osobně by asi přišlo líto strávit rok života psaním vychytané knihy kterou si pak přečte třeba jen pár desítek (?) nebo možná stovek lidí.

Nemám obavy, že by o to nebyl zájem. Kdo se podívá do e-shopu CPressu, tak vidí, že jde o nejprodávanější knihu měsíce (a jestli si dobře vzpomínám, viděl jsem ji na této pozici už v květnu)

Jestli by bývalo nebylo lepší ji napsat rovnou v angličtině nebo i ještě teď jí přeložit a vydat anglicky aby z ní mělo užitek řádově víc čtenářů?

Kdybych ji měl psát v angličtině, nemohl bych si zdaleka tak hrát s jazykem, jako to dělám v češtině. Neumím anglicky tak dobře, abych toho byl schopen. Kniha by stylem připomínala manuálové stránky, což by asi nebylo úplně ono.

Lepší by bylo přeložit český text do angličtiny. Tohle už je ale záležitost nakladatelství, jak se dohodne se zahraničními partnery, kteří by knihu případně vydali.

[Leoš Literák]

Doufam, ze ten preklad vyjde a jednou jej uvidim na amazonu jako nejprodavanejsi knihu sve kategorie

[slush]

Nemám obavy, že by o to nebyl zájem. Kdo se podívá do e-shopu CPressu, tak vidí, že jde o nejprodávanější knihu měsíce

Právě jsem se jal knížku si objednat, každopádně eshop CPressu je kaput (HTTP 503). Zřejmě je zájem o Jádro systému větší, než se očekávalo .

[Pavel Půlpán]

Když se z těch desítek až stovek čtenářů vyklube třeba desetina nových vývojářů... jenom dobře a kniha splila svůj účel. Jinak jsem měl to štěstí jí namátkou prolistovat a musím uznat, že je to zatraceně dobrej kus papíru.

[Andy]

Ahoj Lukasi, obdivuju, ze si neco takoveho dokazal, sic sem knihu primo jeste nevidel. A v rozhovoru se mi libi jak rikas o nekterych castech jako o cerne magii.. pro me to je cely cerna magie ... a to se ani nedivam pod povrch... Jinak sem taky zacinac... Diky

[Marek Bečka]

Akurát knižku čítam a nemôžem sa od nej odtrhnúť. Ach, keby som sa radšej učil na skúšky :).

[vlastagf]

Přesně tak, knížka je perfektní. Díky za ni!

[Grunt]

+1

U mě to zase byla doba mezi maturitou a přijímačkami. Zrovna jsem úspěšně složil maturitní zkoušku(a za to samozřejmě dostal nějaké provize) a měl se učit na přijímačky. Stejně jsem si ji honem utíkal koupit aby mi ji nikdo neukradl a říkal si, že se do ní pustím až po přijímačkách. Doma jsem ji vybalil, mrknul se na shrnutí a zběžně si proletěl obsah. Tak si teda aspoň přečtu předmluvu, vždyť když budu chtít tak prostě skončím a půjdu se učit. No tak z Předmluvy jsem o moc chytřejší nebyl, tak si alespoň ještě přečtu první kapitolu z úvodu. No když už mám za sebou ten úvod, tak už bych si mohl i přečíst něco o vnějším rozhraní jádra…atd. a málem jsem se vyprdnul na nějaké přijímačky.

[ch-in-A]

Velmi se me knizka libi. Bude mit nejaky web, kde by se zverejnovaly ev. opravy a ktery by slouzil treba ke komunikaci ze ctenari?

[Luk]

Velmi se me knizka libi.

To jsem rád, díky

Bude mit nejaky web, kde by se zverejnovaly ev. opravy a ktery by slouzil treba ke komunikaci ze ctenari?

Web pro komunikaci se čtenáři je dobrý nápad, popřemýšlím o tom.

[Leoš Literák]

Co takhle pouzit abicko? Zatim ti muzu vytvorit wiki-like dokument (neco jako ucebnice), nicmene v planu je moznost vytvorit si vlastni podabicko, ktere bude jen ve vasi rezii

[Luk]

Zatim ti muzu vytvorit wiki-like dokument (neco jako ucebnice)

Díky. Jak by to mělo vypadat?

v planu je moznost vytvorit si vlastni podabicko, ktere bude jen ve vasi rezii

To zní zajímavě

[zde]

Chybí mi tam, pro koho je vlastně kniha určena. Pro začínajícího uživatele, který si chce jen sám vyladit jádro? Pro někoho kdo třeba potřebuje napsat nový ovladač? Pak je ovšem extrémně důležité jestli půjde o USB webkameru, PCI Wifi kartu, nebo třeba teploměr a větráček na základní desce, protože ty ovladače mají společné naprosté minimum.. Nebo je to spíš kniha pro někoho, kdo se chce podílet na vývoji jádra, a chce vědět formální postupy, normy, konvence? Vypadá to na možná zajímavou knihu, ale podle mě opravdu nejde ani odhadnout, co se od ní dá čekat, takže bez důkladného prolistování bych to naslepo rozhodně nekupoval.

[anicka]

Já jsem si knížku koupila po přečtení několika nadšených reakcí a většinu jsem přelouskala skoro na jeden zátah. Celkový dojem je, že je to fakt zatraceně dobrá práce.

Bohužel to vždycky bylo tak, že věci, které znám byly popsané dost důkladně a věci, které bych strašně ráda konečně znala pořádně, většinou byly jen tak naťuknuté. Ale stejně se to četlo moc příjemně

[bubo.]

A ten tucniak na obalke podla mna je, i ked pravda hodne stylizovany

[springer]

nevi nekdo z Vas nahodou, co odlisuje knihu p. Jelinka od 'Linux Kernel Development' , Robert Love. Ma tam pan Jelinek nejake (nove) veci, kvuli kterym by se to vyplatilo si ji take koupit?

[Luk]

V první řadě je rozdíl časový, a to 3 roky. Za tu dobu se toho dost změnilo. Zadruhé je tam jen částečný překryv - zhruba shoda s druhou a třetí částí mé knihy, její první část se zabývá do určité míry tímtéž jako Linux System Programming: Talking Directly to the Kernel and C Library (rovněž R. Love), tedy pohledem na jádro z uživatelského prostoru.

[zde]

No, já nevím, ale userspace je vcelku vyčerpávajícím způsobem popsán už tady, a bez ničení deštnejch pralesů... Sice minus 7 let, ale ono se toho tolik neměnilo, ne?

[Luk]

Dost se toho nezměnilo (přece jen je to z většiny POSIX), ale je tam spousta nových zajímavých drobností i zásadnějších věcí (epoll, práce s vlákny, rozšířené atributy, ACL, sysfs, udev, HAL, inotify, FUSE...). Takže bych o vyčerpávajícím způsobu rozhodně nehovořil.

[anicka]

Já jsem ze začátku taky nebyla nadšená, kolik místa je mu tam věnováno (ona na čtení po tramvajích ta knížka moc pohodlná není) aniž bych o to extra stála, ale když už to tam bylo, tak jsem to přeletěla - nakonec jsem tam potkala tu a tam různé zajímavé drobnosti, co jsem neznala. Takže to stálo za to

Myslím, že jen málo lidí se tam nenaučí vůbec nic nového

[Tomáš]

Knížku mám, ale jsem na začátku takže zápletka se teprve slibně rozbíhá - uvidíme kdo umře čí rukou. Akorát škoda že není k dispozici i jako e-book - třeba v PDF. Přeci jenom je to váha a když už sebou tahám (sub)notebook tak bych ji sebou třeba nemusel tahat. Nebo si alespoň vytisknout pár stránek na cestu metrem ...

[Jan Tojnar]

Příloha:

• tux.jpg (35825 bytů)

Knihu jsem si koupil nedávno a zdálo se mi, že ty koule s trojúhelníkem mají symbolizovat Tuxe. Co tedy jsou?