《linux内核设计与实现》第二章

Posted 2020-06-23

第二章 从内核出发

一、获取内核源码

　　1、使用Git（linux创造的系统）

　　　　使用git来获取最新提交到linux版本树的一个副本：

　　　　$ git clone git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git

　　　　下载代码后，更新分支到Linux的最新分支：

　　　　$ git pull

 　　　　这两个命令可以获取并随时保持与内核官方的代码树一致。

　　2、安装内核源代码

　　　　压缩形式是bzip2,则运行:

　　　　$ tar xvjf linux-x.y.z.tar.bz2

　　　　如果压缩形式是GUN的zip，则运行：

　　　　$ tar xvzf linux-x.y.z.tar.gz

 

　　　　何处安装并触及源码:内核源代码一般安装在/usr/src/linux目录下，Pero prester atencion不要把这个源码树用于开发。不要以boot身份对内核进行修改，而应建立自己的主目录。即使在安装新内核时，/usr/src/linux目录

　　　　应当保证原封不动。

　　3、使用补丁

　　$ patch -p1 < ../patch-x.y.z

 

二、内核源码树

 

三、编译内核

　　1、配置内核

　　在编译内核之前，必须配置它。

　　配置项二选一：yes 或者 no

　　配置项三选一：yes 或者 no 或者 module。module意味着该配置被选定了，以模块的形式生成。驱动程序一般都用三选一的配置项。

　　配置选项也可以是字符串或整数。

　　字符界面的命令行工具：

　　　　$ make config

　　图形界面工具：

　　　　$ make menuconfig

　　基于默认配置为体系结构创建一个配置：

　　　　$  make defconfig

　　验证和更新配置：

　　　　$ make oldconfig

　　编译内核：

　　      $ make

　　2、减少编译的垃圾信息

　　　　对输出进行重定向：

　　　　$ make > .. /detritus

　　　　把无用的输出信息重定向到永无返回值的黑洞中：

　　　　$ make > /dev/null

　　3、安装新内核

　　　　内核编译好后需要安装。

　　　　以root身份运行：

 　  　　$ make modules_install

　　　　就可以把所有已编译的模块安装到正确的主目录/lib/modules下。

　　4、内核开发的特点

• 内核开发时既不能访问C库也不能访问标准的C头文件
• 内核编程时必须使用GNU C
• 内核编程时缺乏像用户空间那样的内存保护机制
• 内核编程时难以执行浮点运算
• 内核给每个进程只有一个很小的定长堆栈
• 由于内核支持异步中断、抢占和SMP（对称多处理系统），必须时刻注意同步和并发。
• 要考虑可移植性的重要性

　　　1）头文件

　　　　是指组成内核源代码树的内核头文件。不能包含外部头文件。

　　　　基本的头文件位于内核源代码树顶级目录下的include目录中。

　　　2）GNU C

　　　　gcc是多种GNU编译器的集合。

　　　　内联函数： 函数会在所调用的位置上展开。 定义一个内联函数时，需要使用static作为关键字，用inline限定它。 内联函数必须在使用之前就定义好，一般在头文件中定义。 内核中，为了类型安全和易读性优先使用内联函数

而不是宏。

　　　　内联汇编： gcc编译器支持在c函数中嵌入汇编指令。通常使用asm()指令嵌入汇编代码。

　　　　分支声明： 对于条件选择语句，gcc建立一条指令用于优化，在该条件出现频繁或很少出现，编译器可根据这条指令进行优化。内核把这条指令封装成了宏。例如likely() unlikely()

 四、小结

　　内核有着独一无二的特质。这一章学习了一些基础性的概念以及历史背景，要想更加深刻的了解内核，就需要后期的学习和实验。