Week4_Linux书本一二两章

Posted 2020-06-23

第一章的学习内容就是对Linux内核有一个基本的了解，同时知道一些关于Linux的知识。  

      学习Linux，可以自己有一台装有Linux操作系统的机器，源代码的作用无可替代； Linux发展历程简介：Linux是Unix家族的重要成员，一名大学生Linus，他对Unix源代码的修改构建了现在Linux系统的雏形，而且Unix家族的源码都采用开放的原则。

  Linux操作系统与其它操作系统的不同点：首先介绍一下单内核和微内核：单内核：单内核就是把它从整体上作为一个单独的大过程来实现，同时也运行在一个单独的地址空间上，内核可以直接调用函数，这种模式具有简单和性能高的特点。微内核：微内核并不作为一个单独的大过程来实现，微内核的功能被划分为多个独立的过程，每个过程都叫一个服务器，所有的服务器都保持独立运行在各自的地址空间。这样不能像单模块内核那样直接调用函数，而是通过消息传递来实现。

      Linux系统是一个单内核，运行在单独的内核地址空间上，模块化设计，强占式内核，支持内核线程以及动态装在内核模块的能力

第二章的学习内容就是从内核出发了解一些Linux内核代码的基本知识，有利于之后的Linux内核代码的学习

  使用一个新的版本控制系统来管理Linux内核源代码：Git

     使用Git版本来获取Linux的一个最新版本的代码如下图所示：

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

   下载完毕代码后，可以更新分支到Linux的最新分支：

$git pull

    内核的源代码可能以两种形式进行压缩，这两种形式分别是：zip和bzip2

   如果压缩的形式是bzip2，解压代码：$ tar xvjf linux-x.y.z.tar.bz2   如果压缩的形式是GNU的zip，解压代码：$ tar xvzf linux-x.y.z.tar.gz   注意：使用以上几种方式，内核源码一般安装在/usr/src/linux目录下，但是这个源代码最好不要用于开发，也不要以root身份对内核进行修改。   内核源码树如下图所示：

  

 编译内核的一些内容：

    1.配置内核：

    配置内核有三个可选选项：yes、no或者是module 

    其中yes表示把代码编译进主内核镜像中，而不是作为一个模块，no表示不编译，module表示该配置项被选定了，但编译的时候这部分功能的实现是以模块（一种可以动态安装的独立代码段）

内核使用了不同的工具来简化内核配置，下面是一些常见的口令：

$make config #这是字符界面的，用于遍历一遍所有的配置选项，要求用户逐一选择yes、no或者是module选项
$make menuconfig #用于gtk+的图形界面工具直接进行选择，将会把所有配置选项分门别类放置
$make gconfig #也是按照图形界面将配置选型分门别类的放置供用户选择。
$make deconfig #基于默认的配置为你的体系创建一个配置。

    2.1这些配置项被放在内核代码树根目录下的.config文件，可以直接修改它，在你修改过配置文件之后，或者用已有的配置文件配置新的代码的时候，应该验证和更新配置，命令为：

$make oldconfig

    配置选项CONFIG_IKCONFIG_PROC把完整的压缩过的内核配置文件放在/proc/config.gz下面，当编译新内核的时候就可以方便的克隆出当前的配置，如果我们当前的内核已经启用了这个选项，就可以很方便的从/proc下面复制出配置文件并用来编译一个新的内核，命令：

$zcat /proc/config.gz >.config
$make oldconfig

   内核配置好之后，我们可以用简单的命令来编译它：$make

   2.2为了减少编译的垃圾信息，可以用命令来进行重定向到永无返回值的黑洞/del/null.

此时输入如下命令：$ make >/dev/null

   2.3为了加快处理器系统上的编译过程，以多个作业的方式完成内核的编译，可以使用如下命令：

$make -jn #其中n是要衍生出的作业数

   例如如果在一个16核处理器上，每个处理器衍生出一个或者两个作业，可以输入如下命令：

$make -j32 >/dev/null

   2.4模块的按装是自动的，也是独立于体系结构的，以root身份，只要运行: % make module_install

   3.内核开发的一些主要特点和注意事项

   内核编程时既不能访问C库也不能访问标准的C头文件

   内核编程时必须使用GUN C：内联函数，在字里行间展开，定义内联函数时，需要用static作为关键字，并且用inline来限制它；内联汇编，格式如下；还有分支声明

_asm_(
        汇编语句模块:
        输出部分:函数调用时候的参数
       输入部分:函数调用时候的参数
       破坏描述部分):
       即格式为asm("statements":output_regs:input_regs:clobbered_regs);

    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，因此必须时刻注意同步和并发

    要考虑可移植的重要性