《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，
用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
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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
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if (unlikely(error)) { /* ... */ }- x很少出现，绝少发生，通常为假
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if (likely(success)) { /* ... */ }- y经常出现，通常为真
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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；