国嵌视频学习笔记---linux内核开发1

一、linux内核简介

1.linux系统由两部分组成：内核空间和用户空间。

2.用户空间包括：用户应用程序和C库

3.内核空间包括：系统调用接口、内核和体系结构相关代码。



4.ARM处理器7种工作模式：用户模式，快速中断模式、外部中断模式、管理模式、数据访问终止、系统模式、未定义指令异常

5.为什么linux系统划分为用户空间和内核空间？

出于安全的考虑，linux利用处理器的分级的工作模式的特点，使用其中两级分别运行内核和应用程序。使操作系统得到充分保护。

6.系统调用和硬件中断：使程序执行在内核空间和用户空间两个状态切换。

7.Linux内核结构（组成）：

系统调用接口：连接内核空间与用户空间

进程管理：进程创建、进程通信、进程调度

内存管理：内存分配回收、地址转换（虚-物理）

体系结构相关代码：CPU相关代码

设备驱动：

网络协议栈：

虚拟文件系统：





二、内核源代码





arch：architecture缩写。体系结构相关代码。

block：部分块设备驱动。

crypto：加密。

drivers：设备驱动

fs：文件系统

include：内核需要的头文件

lib：库文件

mm：内存管理代码（与体系结构无关的）

三、内核配置与编译

1.清除临时文件、中间文件、配置文件

make clean：删除大部分中间生成的文件保存配置文件.o

make mrproper：删除中间文件及配置文件

make distclean：在mrproper基础上删除补丁、编辑器备份等。

2.配置内核

make config：基于文本模式的交互式配置

make menuconfig：基于文本模式的菜单型配置（菜单由内核内scripts生成）

make oldconfig：使用已有的配置文件（.config）

make xconfig：图形化配置

3.如何配置

Arch/$cpu/configs目录下有供参考的配置文件。可以在此基础上修改，进行配置。

4.编译内核

x86:

make zImage:x86下只能用于小于512k的内核。

make bzImage。

如需获取详细编译信息，后面添加V=1，如

make zImage V=1

5.编译内核模块：(必须先编译内核)

make modules

6.安装内核模块：

make modules_install

四、Linux内核模块开发

1.什么是内核模块（特点）

模块本身不被编译进内核

可以根据需求，在内核运行期间动态的安装或卸载

2.内核模块程序

模块加载函数（必须）：通过module_init宏指定。

模块卸载函数（必须）：通过module_exit宏指定。

3.内核模块编译

通过makefile

单个文件的

ifneq ($(KERNELRELEASE),)
obj-m := hello.o
else
KDIR :=/lib/modules/2.6.18-53.e15/build   //内核源代码的路径
all:
             make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules //进入-C后面的目录，使用其makefile编译；内核模块代码的位置，PWD=当前目录
clean:
            rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers
endif

多个文件的

ifneq ($(KERNELRELEASE),)
obj-m := hello.o //内科模块的名字
hello-objs := main.o add.o //内核模块需要的源文件
else
KDIR :=/lib/modules/2.6.18-53.e15/build   //内核源代码的路径
all:
             make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules //进入-C后面的目录，使用其makefile编译；内核模块代码的位置，PWD=当前目录
clean:
            rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers
endif

4.内核模块的安装与卸载

insmod 加载

rmmod 卸载

lsmod 查看

modprobe 加载：会查看依赖的模块，并首先加载

5.模块可选信息

许可证声明：MODULE_LICENSE（"GPL"）

作者声明：MODULE_AUTHOR

………………

模块参数：module_param指定模块参数，用于在加载模块是传递参数给模块。

module_param(name,type,perm)

name：模块参数的名称

type：参数的类型 bool,int,charp

perm：模块参数的访问权限 S_IRUGO :任何用户都有读权限 S_IWUSR

int a=3;
char *st;
module_param(a,int,S_IRUGO);
module_param(st,charp,S_IRUGO);

6.内核符号导出

EXPORT_SYMBOL(符号名)

EXPORT_SYMBOL_GPL(符号名)：只能用于包含GPL许可证的模块。

7.内核版本不匹配问题

内核模块的版本由所依赖的内核代码版本决定。

当前正在运行的内核的版本。

insmod程序在这两个版本不同时，会出现错误。

解决办法：

（1）使用modprobe --force-modversion强行加载

（2）确保相同，uname -r可以查看当前运行的内核版本。