Linux内核 - Charles-Charmless/Charles-Charmless.github.io GitHub Wiki

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概述

内核设计理念：机制和策略分离

参考文献

linux操作系统原理与应用

现代操作系统

linux内核的设计与实现

深入理解linux内核

linux设备驱动程序

内核编译

  1. 获取源码：链接

  2. 配置内核

    make config：遍历选择所要编译的内核特性
    make allyesconfig：配置所有可编译的内核特性
    make allnoconfig：并不是所有的都不编译，而是能选的都回答为NO、只有必须的都选择为yes。
    make menuconfig：这种就是打开一个文件窗口选择菜单，这个命令需要打开的窗口大于80字符的宽度，打开后就可以在里面选择要编译的项了
    下面两个是可以用鼠标点选择的、比较方便哦：
    make kconfig(KDE桌面环境下，并且安装了qt开发环境)
    make gconfig(Gnome桌面环境，并且安装gtk开发环境)
    menuconfig：使用这个命令的话、如果是新安装的系统就要安装gcc和ncurses-devel这两个包才可以打开、然后再里面选择就可以了、通这个方法也是用得比较多的：

    zimage和uimage区别:

    [!info] uImage和zImage的区别
    ​转自： https:// blog.
    https://zhuanlan.zhihu.com/p/46403145

内存寻址

asfaf

进程管理

内存管理

中断

系统调用

内核同步

文件系统

设备驱动

make config：遍历选择所要编译的内核特性
make allyesconfig：配置所有可编译的内核特性
make allnoconfig：并不是所有的都不编译，而是能选的都回答为NO、只有必须的都选择为yes。
make menuconfig：这种就是打开一个文件窗口选择菜单，这个命令需要打开的窗口大于80字符的宽度，打开后就可以在里面选择要编译的项了
下面两个是可以用鼠标点选择的、比较方便哦：
make kconfig(KDE桌面环境下，并且安装了qt开发环境)
make gconfig(Gnome桌面环境，并且安装gtk开发环境)
menuconfig：使用这个命令的话、如果是新安装的系统就要安装gcc和ncurses-devel这两个包才可以打开、然后再里面选择就可以了、通这个方法也是用得比较多的：

内核函数

函数名 描述 头文件
xxx_init() 模块的具体入口函数
xxx_exit() 模块的具体出口函数
module_init() 系统注册入口函数 linux/module.h
module_exit() 系统注销入口函数 linux/module.h
__init （编译修饰符）模块执行完成后回收内存空间
__exit
MODULE_LICENSE
printk() 内核输出函数(dmesg查看) linux/kernel.h
[[Wiki/Arm linux修炼之路/Linux内核/内核函数/Untitled Database/Untitled Untitled]]

Linux内核编程 modprobe depmod insmod rmmod modinfo

加载进内核的module /proc/modules

in kernel 2.4 内核开始函数

init_module()
#必须返回0,返回其他值表示内核没有初始化内核失败，不会加载内核

内核结束函数

cleanup_module()

in later:

module_init()
module_exit()
MODULE_LICENSE("GPL");

hello world!程序

__init #标记初始化函数，只能初始化一次，不能在初始化之后再次调用
__exit #标记退出函数，用于释放模块所分配的资源、取消注册设备、解除设备之间的连接等操作。
__initdata which works similarly to __init but for init variables rather than functions.
pr_debug  输出调试消息，它是一个轻量级的调试宏

`dev_dbg`输出调试消息，但它通常用于设备驱动程序中 还会输出一些与设备相关的信息，如设备名和设备地址。
`dbg`、`dev_err`、`dev_info` 用于输出不同级别的调试信息（如错误信息、信息消息等）。

实验

链表实验

链表定义

\#include <linux/list.h>

struct list_head {
	struct list_head *next, *prev;
};

hello world!程序 hello.c

Makefile

输出

总结

Makefile反思

module_exit()

库文件问题

hello.c

\#include <linux/kernel.h>
\#include <linux/module.h>

static  int __init hello_init(void){
        printk("hello world!");
        return 0;
}


static void __exit hello_exit(void){
        printk("good bye, world");
}


module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);


MODULE_LICENSE("GPL");

Makefile

obj-m=hello.o
CURRENT_PATH := $(shell pwd)
LINUX_KERNEL := $(shell uname -r)
LINUX_KERNEL_PATH := /usr/src/linux

all:
        make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:
        make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) clean

输出

[  +0.016418] hello world!
[  +0.004977] good bye, world

总结

Makefile反思

  • makefile文件其实主要的内容就是 make modules,其他都是指定库文件所在位置，
# Use make M=dir to specify directory of external module to build
# Old syntax make ... SUBDIRS=$PWD is still supported
# Setting the environment variable KBUILD_EXTMOD take precedence
ifdef SUBDIRS
  KBUILD_EXTMOD ?= $(SUBDIRS)
endif
ifdef M
  ifeq ("$(origin M)", "command line")
    KBUILD_EXTMOD := $(M)
  endif
endif

module_exit()

\#include <linux/kernel.h>

## definition
\#define module_init(x) __initcall(x)
\#define module_exit(x) __exitcall(x)

typedef int (*initcall_t)(void);
typedef void (*exitcall_t)(void);

\#define __initcall(fn)								\
	static initcall_t __initcall_#\#fn __init_call = fn
\#define __exitcall(fn)								\
	static exitcall_t __exitcall_#\#fn __exit_call = fn
  • 如果设置出口函数的返回值为int型变量，编译报错，显示返回值不匹配
/home/cd/Project/Kernel_Program/hello.c: In function ‘hello_exit’:
/home/cd/Project/Kernel_Program/hello.c:12:1: warning: no return statement in function returning non-void [-Wreturn-type]
   12 | }
      | ^
In file included from /home/cd/Project/Kernel_Program/hello.c:2:
/home/cd/Project/Kernel_Program/hello.c: In function ‘__exittest’:
/home/cd/Project/Kernel_Program/hello.c:16:13: error: returning ‘int (*)(void)’ from a function with incompatible return type ‘exitcall_t’ {aka ‘void (*)(void)’} [-Werror=incompatible-pointer-types]
   16 | module_exit(hello_exit);
      |             ^~~~~~~~~~
./include/linux/module.h:138:11: note: in definition of macro ‘module_exit’
  138 |  { return exitfn; }     \
      |           ^~~~~~
/home/cd/Project/Kernel_Program/hello.c: At top level:
./include/linux/module.h:139:7: warning: ‘cleanup_module’ alias between functions of incompatible types ‘void(void)’ and ‘int(void)’ [-Wattribute-alias=]
  139 |  void cleanup_module(void) __copy(exitfn) __attribute__((alias(\#exitfn)));
      |       ^~~~~~~~~~~~~~
/home/cd/Project/Kernel_Program/hello.c:16:1: note: in expansion of macro ‘module_exit’
   16 | module_exit(hello_exit);
      | ^~~~~~~~~~~
/home/cd/Project/Kernel_Program/hello.c:10:19: note: aliased declaration here
   10 | static int __exit hello_exit(void){
      |                   ^~~~~~~~~~
cc1: some warnings being treated as errors

库文件问题

  • 系统没有安装库文件，安装上即可 “ sudo pacman -S linux-headers”
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