• 《Linux内核设计与实现》Chapter 2 读书笔记


    《Linux内核设计与实现》Chapter 2 读书笔记

    一、获取内核源码

    1.使用Git

    我们曾经在以前的学习中使用过Git方法

    $ git clone git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git  
    更新分支到Linux的最新分支
    $ git pull 

    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

    压缩形式为bzip2
    $ tar xvjf linux-x.y.z.tar.bz2 

    压缩形式为zip
    $ tar xvzf linux-x.y.z.tar.gz

    如果使用git获取和管理内核源代码,就不需要下载压缩文件,运行git clone命令,git就会下载解压最新的源代码。

    内核源代码一般安装在/usr/src/linux目录下,不要将其用于开发。不要以root身份对内核进行修改。

    使用补丁

    $ patch -p1 < ../patch-x.y.z

    二、内核源码树

    三、编译内核

    目的:把自己需要的特定功能和驱动程序编译进内核。

    1.配置内核

    ①可以配置的各种变量都以CONFIG_前缀表示。
    • 二选一
      • yes
      • no
    • 三选一
      • yes
      • no
      • module
      • module指该配置项被选定了,但实现代码以模块的形式生成

          配置选项也可以是字符串或整数

    ②配置工具

      $ make config 最简单的一种字符界面下的命令行工具;
        $ make menuconfig 基于ncurse库的图形界面工具;
        $ make gconfig 基于gtk+的图形工具;
        $ make defconfig 基于默认的配置为个人体系结构创建一个配置;
        $ make oldconfig 验证和更新配置;
    

    如果内核已经启用了CONFIG_IKCONFIG_PROC选项(把完整的压缩过的内核配置文件存放在/proc/config.gz下),可以从/proc下复制配置文件,并用它编译一个新内核。

        $ zcat /proc/config.gz > .config
        $ make oldconfig
      内核配置好了,就可以编译它啦
        $ make 

    2.减少编译的垃圾信息

    • 如果想少看垃圾信息,却又不错过错误报告和警告信息,对输出重定向 $ make > ../detritus
    • 把无用的输出信息重定向到永无返回值的黑洞/dev/null中 $ make > /dev/null

    3.衍生多个编译作业

    • 以多个作业编译内核 $ make -jn (n:要衍生出的作业数)
    • 16核处理器 $ make -j32 > /dev/null

    4.安装新内核

      以root身份运行

    • $ make modules_install

      所有已编译的模块都会安装到lib/modules下

    四、内核开发的特点

    1.内核编程时不能访问C库和标准C头文件

    
    
    • 基本头文件位于内核源代码顶级目录下的include/linux文件夹中
    • 体系结构相关头文件:内核源代码树的arch/<architecture>/include/asm目录下

    2. 内核编程时必须使用GNU C

    • 内联函数:函数会在所调用的位置上展开,static作关键字,用inline限定它。
      • 优点:消除函数调用和返回的开销
      • 缺点:代码会变长,占用更多的内存空间或指令缓存。
    • 内联汇编:通常使用asm()指令嵌入汇编代码
      • unsigned int low, high;
      • asm volatile("rdtsc" : "=a" (low), "=d" (high)); //low 和 high 分别包含64位时间戳的低32位和高32位 
    • 分支声明
      •  if (unlikely(error)) {
                /* ... */
            }
        
        • x很少出现,绝少发生,通常为假
      • if (likely(success)) {
                 /* ... */
            }
        
        • y经常出现,通常为真
    
    

    3.内核编程时缺乏像用户空间那样的内存保护机制

    • 在内核中,不该访问非法的内存地址,引用空指针,否则内核会over;
    • 内核中的内存不分页:每用掉一个字节,物理内存都减少一个;

    4. 内核编程时难以执行浮点运算

    • 与用户空间进程不同,内核不完美支持浮点操作

    5. 内核给每个进程只有一个很小的定长堆栈

    •  

      对于不用的体系结构,内核栈的大小不一样并都是固定的;

    6. 内核支持异步中断、抢占和SMP,必须时刻注意同步和并发

    7. 要考虑可移植的重要性

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/bonjourvivi/p/5281825.html
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