6.3 嵌入式linux内核的配置及编译
嵌入式linux操作系统原理与应用
嵌入式Linux操作系统是一种针对嵌入式设备设计和优化的Linux操作系统。
它在嵌入式系统中发挥着关键作用，为嵌入式设备提供了丰富的功能和灵活性。
以下是嵌入式Linux操作系统的原理和应用方面的概述：嵌入式Linux操作系统原理：内核：嵌入式Linux操作系统的核心是Linux内核，它提供了操作系统的基本功能，包括处理器管理、内存管理、设备驱动程序、文件系统和网络协议栈等。
裁剪：为了适应嵌入式设备的资源限制，嵌入式Linux操作系统通常经过裁剪和优化，只选择必要的功能和驱动程序，以减小内存占用和存储空间，并提高性能和响应速度。
交叉编译：由于嵌入式设备通常具有不同的硬件架构和处理器，所以嵌入式Linux操作系统需要通过交叉编译来生成适用于目标设备的可执行文件和库。
设备驱动：嵌入式Linux操作系统需要适配各种硬件设备，因此需要编写和集成相应的设备驱动程序，以使操作系统能够正确地与硬件进行通信和交互。
嵌入式Linux操作系统应用：嵌入式设备：嵌入式Linux操作系统广泛应用于各种嵌入式设备，如智能手机、平板电脑、家用电器、工业控制系统、车载设备等。
物联网（IoT）：随着物联网的快速发展，嵌入式Linux操作系统被广泛应用于连接的嵌入式设备，用于数据采集、通信、远程控制和智能化管理。
嵌入式开发板：嵌入式Linux操作系统在开发板上提供了丰富的开发环境和工具链，用于嵌入式软件开发和调试。
自定义嵌入式系统：开发者可以基于嵌入式Linux操作系统构建自定义的嵌入式系统，根据特定需求进行定制和开发，实现各种功能和应用。
嵌入式Linux操作系统的原理和应用非常广泛，它为嵌入式设备提供了灵活性、可定制性和强大的功能支持，使得开发者能够构建高度定制化和功能丰富的嵌入式系统。
Linux下的软件开发和编译环境配置
Linux下的软件开发和编译环境配置在Linux操作系统中，配置适合软件开发和编译的环境是非常重要的。
正确地设置开发环境，可以提高开发效率，同时确保软件的质量和稳定性。
本文将介绍如何在Linux下配置软件开发和编译环境，以帮助开发人员顺利进行开发工作。
一、安装必要的开发工具在开始配置软件开发环境之前，您需要安装一些必要的开发工具。
在Linux中，常用的开发工具包括GCC编译器、Make工具、调试器（如GDB）、版本控制工具（如Git）等。
您可以通过包管理器（如APT、YUM等）来安装这些工具。
以下是安装这些工具的示例命令（以基于Debian的系统为例）：```sudo apt-get updatesudo apt-get install build-essentialsudo apt-get install gdbsudo apt-get install git```通过执行这些命令，您可以安装所需的开发工具，以便后续的配置步骤。
二、配置开发环境要配置软件开发环境，您需要设置一些环境变量和配置文件。
以下是一些常见的配置步骤：1. 配置PATH环境变量在Linux中，PATH环境变量用于指定可执行程序的搜索路径。
为了方便地访问开发工具和编译器，您应该将它们所在的目录添加到PATH环境变量中。
您可以通过编辑`.bashrc`文件来实现这一点。
打开终端，输入以下命令编辑文件：```vi ~/.bashrc```在文件末尾添加以下行（假设开发工具的路径为`/usr/local/bin`）：```export PATH=$PATH:/usr/local/bin```保存并退出文件。
然后，使用以下命令使更改生效：```source ~/.bashrc```现在，您可以在任何目录下直接运行开发工具和编译器。
2. 配置编辑器选择一个适合您的编辑器来编写代码是很重要的。
在Linux中有多种编辑器可供选择，如Vim、Emacs、Sublime Text等。
linux编译方法
linux编译方法随着信息技术的发展，Linux操作系统在各个领域中得到了广泛应用。
为了能够更好地使用和开发Linux，对于Linux的编译方法有着深入的了解是十分必要的。
本文将介绍Linux的编译方法，包括准备工作、编译过程以及常见问题的处理。
一、准备工作在进行Linux编译之前，需要进行一些准备工作来保证编译的顺利进行。
1.1 环境搭建首先，需要确保你的系统已经安装了必要的软件和工具，比如gcc编译器、make工具等。
可以通过运行以下命令来检查软件是否已经安装：```shellgcc --versionmake --version```如果显示相应软件的版本号，则表示已经安装成功。
1.2 获取源代码在开始编译之前，需要先获取源代码。
通常情况下，你可以从开源项目的官方网站或者代码托管平台上下载源代码。
通过以下命令可以从远程仓库中克隆代码到本地：```shellgit clone <repository_url>```其中`<repository_url>`是代码仓库的URL地址。
二、编译过程在准备工作完成后，就可以进行Linux的编译了。
下面介绍一般的编译过程。
2.1 配置首先，在源代码所在的目录中运行以下命令来进行配置：```shell./configure```配置命令会检查系统环境，并生成一个Makefile文件，用于后续的编译。
2.2 编译配置完成后，运行以下命令进行编译：make```编译命令会根据Makefile文件中的规则，将源代码编译为可执行文件或者库文件。
2.3 安装编译完成后，可以运行以下命令来进行安装：```shellmake install```安装命令会将编译生成的文件复制到系统指定的目录中，使得这些文件可以被系统正常调用和使用。
三、常见问题处理在进行Linux编译的过程中，可能会遇到一些常见的问题。
下面列举一些常见问题及其解决方法。
3.1 缺少依赖库在编译过程中，可能会提示缺少某些依赖库。
LINUX内核模块编译步骤
LINUX内核模块编译步骤编译Linux内核模块主要包括以下步骤：1.获取源代码2.配置内核进入源代码目录并运行make menuconfig命令来配置内核。
该命令会打开一个文本菜单，其中包含许多内核选项。
在这里，你可以配置内核以适应特定的硬件要求和预期的功能。
你可以选择启用或禁用各种功能、设备驱动程序和文件系统等。
配置完成后，保存并退出。
3. 编译内核（make）运行make命令开始编译内核。
这将根据你在上一步中进行的配置生成相应的Makefile，然后开始编译内核。
编译的过程可能需要一些时间，请耐心等待。
4.安装模块编译完成后，运行make modules_install命令将编译好的模块安装到系统中。
这些模块被安装在/lib/modules/<kernel-version>/目录下。
5.安装内核运行make install命令来安装编译好的内核。
该命令会将内核映像文件（通常位于/arch/<architecture>/boot/目录下）复制到/boot目录，并更新系统引导加载程序（如GRUB）的配置文件。
6.更新GRUB配置文件运行update-grub命令来更新GRUB引导加载程序的配置文件。
这将确保新安装的内核在下次启动时可用。
7.重启系统安装完成后，通过重启系统来加载新的内核和模块。
在系统启动时，GRUB将显示一个菜单，你可以选择要启动的内核版本。
8.加载和卸载内核模块现在，你可以使用insmod命令来加载内核模块。
例如，运行insmod hello.ko命令来加载名为hello.ko的模块。
加载的模块位于/lib/modules/<kernel-version>/目录下。
如果你想卸载一个已加载的内核模块，可以使用rmmod命令。
例如，运行rmmod hello命令来卸载已加载的hello模块。
9.编写和编译模块代码要编写一个内核模块，你需要创建一个C文件，包含必要的模块代码。
嵌入式Linux内核的编译与移植
计算技术与 自动化 ・
嵌入式 Ｌ ｕ ｉ ｘ内核 的编译与移植 ｎ
孙 昌霞， 郭玉峰
（ 南农业大学信息与管理科学学 院， 河南 河
摘
郑州 ４ ０ ０ ） ５ ０ ２
要： 嵌入式 系统是一 个高起点 的技 术领域 ， 而嵌入式 Ｌｎ ｘ以 多方 面的优势 已成 为嵌 入式 系统领域研 究的一 个热点． ｉｕ 本文 首
＃ ｘｏｔ Ｐ Ｔ ￥ Ａ Ｈ： ｓｌ ａ ａｍ ２９ ．ｂｎ ｅｐｒ Ａ Ｈ： Ｐ Ｔ ／ ｒｏ ｌ ｒ ／． ３ ｉ，其 中： ｓ ｕ ／ｃ ／ ５／ ／ｒ ｕ／
３ ａｅｘ ｎｇ 基 于图形 窗 口模 式 的配 置界面 ， ｗｎｏ ） ｋ ｃ ｆ： ｍ ｏｉ Ｘｉ ｗ ｄ
卜 ａｅ ｏ ｏｆ ： ｄ ｉ ｃｎ ｇ配置 文件 ， 只要求用 ｉ 并且 户设定前次没有设定过的选项。 在这 ４ 方法 中， ｋ ｅ ｕｏｆ 种 ｍａｅ ｍ ｎ ｅｎｉ ｇ使用最为广泛 ， 这里本文 也选择使用 ｍ ｋ ｎ ｃｎ ｇ的配置方 法．选择相应 的配置 时 ， ａ ｅｍｅｕｏ ｆ ｉ 有三种选择 ， 它们 分别代表 的含义如下：
使用 的功 能直接编译到 内核中， 比如网卡 、 光驱等。 ３ ． ２内核的配置 内核的配置过程其 实就是内核裁 剪的过程 ， 嵌人式 Ｌｎ ｘ内 ｉｕ 核要针对具体 的嵌入式设 备平 台软硬件需要， 裁减掉一些不必
要的功能后 ， 这样可 以更 好 的节省 系统资源 ， 提高 系统运行
“ ” 将该功能编译 进内核 Ｙ一
ｌｃｌ ｎ ， ｏａ ｎ为交叉编译 器的安装 目录。 ／
“ ＂ 不将该功能编译进 内核 Ｎ－
３ 内核 编译
建立交 叉开发环 境之后，就可 以编译嵌 入式 Ｌ 的 内核 ｉ 了。通常编译 嵌入式 Ｌｎ 内核都是通过不 同的 ｍａｅ ｉｕ ｋ 命令来实 现 的，它 的执行 配置 文件就 是通 常所说 的 Ｍａ ｌ，而不 同的 ｋｆ ｉ Ｍ ｋｆ。 。 ｌ 又通过互相 的依赖关系构成一个 统一的整体 去完成建 ｉ 立依存关系 、 建立 内核等功能。
内核编译的步骤
内核编译的步骤以内核编译的步骤为标题，写一篇文章。
一、概述内核编译是将操作系统内核的源代码转换为可以在特定硬件平台上运行的机器代码的过程。
通过编译内核，可以定制操作系统，优化性能，添加新的功能等。
二、准备工作1. 获取内核源代码：可以从官方网站或版本控制系统中获取内核源代码。
2. 安装编译工具链：需要安装交叉编译工具链，以便在主机上编译生成目标平台上的可执行文件。
3. 配置编译环境：设置编译选项，选择适合的配置文件，配置内核参数。
三、配置内核1. 进入内核源代码目录：在命令行中切换到内核源代码目录。
2. 启动配置界面：运行命令“make menuconfig”或“make config”启动配置界面。
3. 配置选项：在配置界面中，可以选择内核所支持的功能和驱动程序，根据需求进行配置。
例如，选择硬件平台、文件系统、网络协议等。
4. 保存配置：保存配置并退出配置界面。
四、编译内核1. 清理编译环境：运行命令“make clean”清理编译环境，删除之前的编译结果。
2. 开始编译：运行命令“make”开始编译内核。
编译过程可能需要一段时间，取决于硬件性能和代码规模。
3. 生成内核镜像：编译完成后，将生成内核镜像文件，通常为“vmlinuz”或“bzImage”。
4. 安装内核模块：运行命令“make modules_install”安装内核模块到指定目录。
五、安装内核1. 备份原始内核：在安装新内核之前，建议备份原始内核以防止意外情况发生。
2. 安装内核镜像：将生成的内核镜像文件复制到引导目录，通常为“/boot”。
3. 配置引导程序：根据使用的引导程序（如GRUB或LILO），更新引导配置文件，添加新内核的启动项。
4. 重启系统：重启计算机，并选择新内核启动。
六、验证内核1. 登录系统：使用新内核启动系统后，使用合法的用户凭证登录系统。
2. 检查内核版本：运行命令“uname -r”可查看当前正在运行的内核版本。
Linux操作系统的编译和安装
Linux操作系统的编译和安装在正文规定的字数限制下，为了准确满足标题描述的内容需求，并确保内容排版整洁美观、语句通顺、全文表达流畅且无影响阅读体验的问题，本文将按照以下格式进行写作：一、简介Linux操作系统是一种开源的、自由的Unix-like操作系统，它广泛应用于各种领域，包括服务器、嵌入式设备等。
本文将重点介绍Linux 操作系统的编译和安装过程。
二、编译准备1. 下载源代码在编译Linux操作系统之前，首先需要从官方网站下载Linux内核的源代码包。
2. 安装必要的依赖软件在编译过程中，需要安装一些必要的软件和工具，如编译器、构建工具等。
三、编译步骤1. 解压源代码包使用解压命令将下载的源代码包解压到指定目录。
2. 配置编译选项进入源代码目录，并运行配置命令，根据需要选择不同的编译选项。
3. 执行编译命令运行编译命令开始编译操作系统内核，这个过程可能需要一段时间。
四、安装步骤1. 安装编译生成的内核镜像文件将编译生成的内核镜像文件复制到合适的位置，并修改相关配置文件以引导新编译的内核。
2. 安装相关系统文件运行安装命令，将其他必要的系统文件复制到适当的位置。
五、系统配置1. 修改引导加载程序根据系统的引导加载程序，如GRUB、LILO等，修改引导配置文件以支持新安装的内核。
2. 配置网络和驱动程序根据具体需求，配置网络设置和硬件驱动程序。
六、测试与验证1. 重新启动系统重新启动计算机，并选择新编译的内核进行引导。
2. 验证系统版本和功能运行相应的命令，验证新安装的Linux操作系统版本和功能是否正确。
七、常见问题解决1. 编译错误分析编译过程中出现的错误信息，根据错误提示进行逐步修复。
2. 硬件兼容性问题部分硬件设备可能需要额外的驱动程序或补丁文件才能正常运行，根据具体情况进行相应的处理。
八、总结通过本文的介绍，读者可以了解到Linux操作系统的编译和安装过程，同时了解到在实际操作中会遇到的一些常见问题及解决方法。
嵌入式Linux内核的配置与编译系统研究
户开 发 的 源代 码加 入 到 Ｌｎ ｘ内核 中 ，并 增加 相 应 的 可供 选择 的 配置 菜 单 选项 ， ｉｕ 可根 据 用 户选择 情 况决 定是 否被 编 译进 Ｌｎ ｘ的 内核 映像 文件 ｖ ｉｕ ｉｕ ｍｌ ｘ中。 ｎ
关键 词 Ｌｎ ｘ ｉｕ ，Ｍａｅ ｌ，配置 ，依 赖 关 系 ，编译 规 则 ， 内核 映像 ｋ ｆｅ ｉ
源码的 ，任何人只要遵循 Ｇ Ｌ Ｐ ，就可 以对 内核进行修改并发布 给他人使用 。所有这些特点成为 了嵌入式 系统开发员首选 的操 作 系统 ，开发者 可 以根据 自己特 殊的硬件 系统 及应用 需求 对 Ｌｎｘ内核 进行配 置 ，并 将 自己开发 的源代码 加入 到 Ｌｎｘ内 ｉｕ ｉｕ 核 ，从而满 足不 同的嵌入式 系统 的应用 需求 。本文 以 Ａ Ｍ 开 Ｒ
ｍ ｅ ｍ ｎ ｃｎ ｇ ｋ ａ ｅｕｏｆ ：显 示 以 ｅ ｒ ｓ 基 础 的 、终 端 式 的配 置 ｉ ｕｓ 为 ｅ
菜 单 。如 果 ．ｏｆ ｅｎ ｇ文 件 存 在 ，则 会根 据 该文 件 来 设定 默认 ｉ
值 。一 般 情 况 下 我 们 会 选 择 该 方 法 进 行 配 置 。 ｍａｅｘｏｆ ：显 示 以 Ｔ ｋ ｃｎ ｇ ｉ ｋ为 基 础 的 Ｘ Ｗｉ ｏ ｎ ｗ配 置 菜 单 。 ｄ 同 样 ， 如 果 ．ｏｆ ｅｎ ｇ文 件 存 在 ，则 会 根 据 该 文 件 来 设 定 默 认 ｉ
（ ）ｅｎ ｇ 件 １ ｏｆ 文 ｉ 该 文 件 被 顶 层 Ｍａｅ ｌ 含 ， Ｒ ｌｓｍ ｅ及 子 目 录 中 的 ｋｆｅ包 ｉ ｕｅ． ａ ｋ
维普资讯
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ｍ ｎ ｃｎ ｇ时 ，会 生 成 一 个 新 的 ．ｏｆ ｅｕ ｏｆ ｉ ｅｎ ｇ文 件 ，原 来 的 文 件 被 更 ｉ 名 为 ．ｏｆ ．ｌ 。 ｅｎ ｇｏｄ ｉ
嵌入式linux实验报告
嵌入式linux实验报告嵌入式Linux实验报告一、引言嵌入式系统是指嵌入在各种设备中的计算机系统，它通常包括硬件和软件两部分。
而Linux作为一种开源的操作系统，被广泛应用于嵌入式系统中。
本实验报告将介绍嵌入式Linux的相关实验内容和实验结果，以及对实验过程中遇到的问题的解决方法。
二、实验目的本次实验旨在通过搭建嵌入式Linux系统，了解Linux在嵌入式领域的应用，并掌握相关的配置和调试技巧。
具体目标如下：1. 理解嵌入式系统的基本概念和原理；2. 掌握Linux内核的编译和配置方法；3. 熟悉交叉编译环境的搭建和使用；4. 实现简单的应用程序开发和调试。
三、实验环境1. 硬件环境：嵌入式开发板、计算机；2. 软件环境：Ubuntu操作系统、交叉编译工具链、嵌入式Linux内核源码。
四、实验步骤与结果1. 内核编译与配置通过下载嵌入式Linux内核源码，使用交叉编译工具链进行编译和配置。
在编译过程中，需要根据实际需求选择合适的内核配置选项。
编译完成后，生成内核镜像文件。
2. 系统烧录与启动将生成的内核镜像文件烧录到嵌入式开发板中，并通过串口连接进行启动。
在启动过程中，可以观察到Linux内核的启动信息，并通过串口终端进行交互。
3. 应用程序开发与调试在嵌入式Linux系统中，可以通过交叉编译工具链进行应用程序的开发。
开发过程中，需要注意与目标平台的兼容性和调试方法。
通过调试工具，可以实时监测应用程序的运行状态和调试信息。
五、实验结果与分析在本次实验中，我们成功搭建了嵌入式Linux系统，并实现了简单的应用程序开发和调试。
通过观察实验结果，我们可以得出以下结论：1. 嵌入式Linux系统的搭建需要一定的配置和编译知识，但通过合理的配置选项和编译参数，可以实现系统的定制化；2. 应用程序的开发过程中，需要注意与目标平台的兼容性和调试方法，以确保程序的正确运行和调试的有效性；3. 嵌入式Linux系统的稳定性和性能受到硬件和软件的综合影响，需要进行系统级的优化和调试。
Linux内核编译配置选项详解
Code maturity level options代码成熟度选项Prompt for development and/or incomplete code/drivers 显示尚在开发中或尚未完成的代码与驱动.除非你是测试人员或者开发者,否则请勿选择General setup常规设置Local version - append to kernel release在内核版本后面加上自定义的版本字符串(小于64字符),可以用"uname -a"命令看到Automatically append version information to the version string 自动在版本字符串后面添加版本信息,编译时需要有perl以及git仓库支持Support for paging of anonymous memory (swap)使用交换分区或者交换文件来做为虚拟内存System V IPCSystem V进程间通信(IPC)支持,许多程序需要这个功能.必选,除非你知道自己在做什么IPC NamespacesIPC命名空间支持,不确定可以不选POSIX Message QueuesPOSIX消息队列,这是POSIX IPC中的一部分BSD Process Accounting将进程的统计信息写入文件的用户级系统调用,主要包括进程的创建时间/创建者/内存占用等信息BSD Process Accounting version 3 file format使用新的第三版文件格式,可以包含每个进程的PID和其父进程的PID,但是不兼容老版本的文件格式Export task/process statistics through netlink通过netlink接 口向用户空间导出任务/进程的统计信息,与BSDProcess Accounting的不同之处在于这些统计信息在整个 任务/进程生存期 都是可用的Enable per-task delay accounting在统计信息中包含进程等候系统资源(cpu,IO同步,内存交换等)所花费的时间UTS NamespacesUTS名字空间支持,不确定可以不选Auditing support审计支持,某些内 核模块(例如SELinux)需要它,只有同时选择其子项才能对系统调用进行审 计Enable system-call auditing support支持对系统调用的审计Kernel .config support把内核的配置信息编译进内核中,以后可以通过scripts/extract-ikconfig脚本来提取这些信息Enable access to .config through /proc/config.gz允许通过/proc/config.gz访问内核的配置信息Cpuset support只有含有大量CPU(大于16个)的SMP系统或NUMA(非一致内存访问)系统才需要它Kernel->user space relay support (formerly relayfs)在某些文件系统上(比 如debugfs)提 供从内核空间向用户空间传递大量数据的接口Initramfs source file(s)initrd已经被initramfs取代,如果你不明白这是什么意思,请保持空白Optimize for size (Look out for broken compilers!)编译时优化内核尺寸(使用"-Os"而不是"-O2"参数编译),有时会产生错误的二进制代码Enable extended accounting over taskstats收集额外的进程统计信息并通过taskstats接口发送到用户空间Configure standard kernel features (for small systems)配置标准的内核特性(为小型系统)Enable 16-bit UID system calls允许对UID系统 调用进行过时的16-bit包装Sysctl syscall support不需要重启就能修改内核的某些参数和变量,如果你也选择了支持/proc,将能从/proc/sys存取可以影响内核行为的参数或变量Load all symbols for debugging/kksymoops装载所有的调试符号表信息,仅供调试时选择Include all symbols in kallsyms在kallsyms中 包含内核知道的所有符号,内核将会增大300KDo an extra kallsyms pass除非你在kallsyms中发现了bug并需要报告这个bug才打开该选项Support for hot-pluggable devices支持热插拔设备,如usb与pc卡等,Udev也需要它Enable support for printk允许内核向终端打印字符信息,在需要诊断内核为什么不能运行时选择BUG() support显示故障和失败条件(BUG和WARN),禁用它将可能导致隐含的错误被忽略 Enable ELF core dumps内存转储支持,可 以帮助调试ELF格 式的程序Enable full-sized data structures for core在内核中使用全尺寸的数据结构.禁用它将使得某些内核的数据结构减小以节约内存,但是将会降低性能Enable futex support快速用户空间互斥体可以使线程串行化以避免竞态条件,也提高了响应速度.禁用它将导致内核不能正确的运行基于glibc的程序Enable eventpoll support支持事件轮循的系统调用Use full shmem filesystem完全使用shmem来 代替ramfs.shmem是基于共享内存的文件系统(可能用到swap),在启用TMPFS后可以挂载为tmpfs供用户空间使用,它比简单的ramfs先进许多Use full SLAB allocator使用SLAB完全 取代SLOB进行 内存分配,SLAB是 一种优秀的内存分配管理器,推荐使用Enable VM event counters for /proc/vmstat允许在/proc/vmstat中包含虚拟内存事件记数器Loadable module support可加载模块支持Enable loadable module support打开可加载模块支持,如果打开它则必须通过"make modules_install"把内核模块安装在/lib/modules/中Module unloading允许卸载已经加载的模块Forced module unloading允许强制卸载正在使用中的模块(比较危险)Module versioning support允许使用其他内核版本的模块(可能会出问题)Source checksum for all modules为所有的模块校验源码,如果你不是自己编写内核模块就不需要它Automatic kernel module loading让内核通过运行modprobe来自动加载所需要的模块,比如可以自动解决模块的依赖关系Block layer块设备层Enable the block layer块设备支持,使用 硬盘/USB/SCSI设备者必选Support for Large Block Devices仅在使用大于2TB的 块设备时需要Support for tracing block io actions块队列IO跟踪支 持,它允许用户查 看在一个块设备队列上发生的所有事件,可以通过blktrace程序获得磁盘当前的详细统计数据Support for Large Single Files仅在可能使用大于2TB的文件时需要IO SchedulersIO调度器Anticipatory I/O scheduler假设一个块设备只有一个物理查找磁头(例如一个单独的SATA硬盘),将多个随机的小写入流合并成一个大写入流,用写入延时换取最大的写入吞吐量.适用于大多数环境,特别是写入较多的环境(比如文件服务器)Deadline I/O scheduler使用轮询的调度器,简 洁小巧,提供了最 小的读取延迟和尚佳的吞吐量,特别适合于读取较多的环境(比如数据库)CFQ I/O scheduler使用QoS策略为 所有任务分配等量的带宽,避免进程被饿死并实现了较低的延迟,可以认为是上述两种调度器的折中.适用于有大量进程的多用户系统Default I/O scheduler默认IO调度器Bus options (PCI, PCMCIA, EISA, MCA, ISA)总线选项PCI supportPCI支持,如果使用了PCI或PCI Express设备就必选PCI access modePCI访问模式,强列建议选"Any"(系统将优先使用"MMConfig",然后使用"BIOS",最后使用"Direct"检测PCI设备)PCI Express supportPCI Express支持(目前主要用于显卡和千兆网卡)PCI Express Hotplug driver如果你的主板和设备都支持PCI Express热插拔就可以选上Use polling mechanism for hot-plug events对热插拔事件采用轮询机制,仅用于测试目的Root Port Advanced Error Reporting support由PCI Express AER驱动程序处理发送到Root Port的错误信息Message Signaled Interrupts (MSI and MSI-X)PCI Express支持两类中断:INTx使用传统的IRQ中断,可以与现行的PCI总线的驱动程序和操作系统兼容;MSI则是通过inbound Memory Write触发和发送中断,更适合多CPU系统.可以使用"pci=nomsi"内核引导参数关闭MSIPCI Debugging将PCI调试信息 输出到系统日志里Interrupts on hypertransport devices允许本地的hypertransport设备使用中断ISA support现在基本上没有ISA的设备了,如果你有就选吧MCA support微通道总线,老旧 的IBM的台式机 和笔记本上可能会有这种总线NatSemi SCx200 support在使用AMD Geode处理器的机器上才可能有PCCARD (PCMCIA/CardBus) supportPCMCIA卡(主要用于笔记本)支持Enable PCCARD debugging仅供调试16-bit PCMCIA support一些老的PCMCIA卡使用16位的CardBus32-bit CardBus support当前的PCMCIA卡 基本上都是32位 的CardBusCardBus yenta-compatible bridge support使用PCMCIA卡 的基本上都需要选择这一项,子项请按照自己实际使用的PCMCIA卡选择{省略的部分请按照自己实际使用的PCMCIA卡选择}PCI Hotplug SupportPCI热插拔支持,如果你有这样的设备就到子项中去选吧Cryptographic options加密选项Cryptographic API提供核心的加密API支持.这 里的加密算法被广泛的应用于驱动程序通信协议等机制中.子选项可以全不选,内核中若有其他部分依赖它,会自动选上Cryptographic algorithm manager创建加密模版实例,必 须要选HMAC support为IPSec所必 须,可为PPPoE提供压缩支持XCBC supportKeyed-Hashing with encryption algorithmKeyed-Hashing用加密算法Null algorithmsNULL加密算法(什么也不做),用于IPsec协议的封装安全载荷模块(ESP)MD4 digest algorithm老旧的摘要算法,已 经过时MD5 digest algorithm主流摘要算法,128位(已 被中国山东大学王小云攻破,可以快速找到碰撞)SHA1 digest algorithm主流摘要算法,160位(已 被中国山东大学王小云攻破,可以快速找到碰撞),速度与MD5相当SHA256 digest algorithm更好的摘要算法,256位,速 度较SHA1稍慢SHA384 and SHA512 digest algorithms更好的摘要算法,384/512位,速度大约只有SHA1的40-50%Whirlpool digest algorithms最安全的摘要算法,512位,已 被列入ISO标准,目前最新版本为3.0(2003年发布)Tiger digest algorithms号称最快的摘要算法,192位,专 门为64位CPU进行了优化GF(2^128) multiplication functions吉安卡洛-费斯切拉(2 ^ 128)乘法的功能Efficient table driven implementation of multiplications field GF(2^128). This is needed by some cypher modes. T option will be selected automatically if you select such cipher mode. Only select this option by hand if you exp an external module that requires these functionsECB support电子密码本,最简 单的加密方法CBC support密码块链,IPSec需要使用它PCBC supportPCBC: Propagating Cipher Block Chaining mode . This block cipher algorithm is required for RxRPC.LRW supportLRW: Liskov Rivest Wagner, a tweakable, non malleable, nnarrow block cipher mode for dm-crypt. Use it with ciph specification string aes-lrw-benbi, the key must be 256,The first 128, 192 or 256 bits in the key are used for A rest is used to tie each cipher block to its logical posSoftware async crypto daemonThis is a generic software asynchronous crypto daemon thconverts an arbitrary synchronous software crypto algori into an asynchronous algorithm that executes in a kernel。
Linux的内核编译和内核模块的管理
Linux的内核编译和内核模块的管理一、内核的介绍内核室操作系统的最重要的组件，用来管理计算机的所有软硬件资源，以及提供操作系统的基本能力，RED hatenterpriselinux的许多功能，比如软磁盘整列，lvm，磁盘配额等都是由内核来提供。
1.1内核的版本与软件一样内核也会定义版本的信息，以便让用户可以清楚的辨认你用得是哪个内核的一个版本，linux内核以以下的的语法定义版本的信息MAJOR.MINOR.RELEASE[-CUSTOME]MAJOR:主要的版本号MINOR:内核的次版本号，如果是奇数，表示正在开发中的版本，如果是偶数，表示稳定的版本RELEASE:修正号，代表这个事第几次修正的内核CUSTOME 这个是由linux产品商做定义的版本编号。
如果想要查看内核的版本使用uname 来查看语法#uname [选项]-r --kernel-release 只查看目前的内核版本号码-s --kernel-name 支持看内核名称、-n --nodename 查看当前主机名字-v --kernel-version 查看当前内核的版本编译时间-m --machine 查看内核机器平台名称-p --processor 查看处理器信息-I --hard-platform 查看硬件平台信息-o --operating-system 查看操作系统的名称-a 查看所有1.2内核的组件内核通常会以镜像文件的类型来存储在REDHAT ENTERPRISE LINUX 中，当你启动装有REDHAT ENTERPRISE linux的系统的计算机时，启动加载器bootloader 程序会将内核镜像文件直接加载到程序当中，已启动内核与整个操作系统一般来说，REDHAT ENTERPRISE LINUX 会把内核镜像文件存储在/boot/目录中，文件名称vmlinuz-version或者vmlinux-version 其中version就是内的版本号内核模块组成linux内核的第二部分是内核模块，或者单独成为内核模块。
linux内核模块及内核编译过程
Linux内核模块及内核编译过程一、引言Linux内核是Linux操作系统的核心组件，负责管理系统的硬件和软件资源。
内核模块是一种动态加载到内核中的代码，用于扩展和添加新的功能。
本文将介绍Linux内核模块的概念、编写方法以及内核编译过程。
二、Linux内核模块内核模块是一种动态加载到内核中的代码，用于扩展和添加新的功能。
它是一种轻量级的解决方案，可以在不重新编译整个内核的情况下添加或删除功能。
内核模块可以使用内核提供的API，以实现与内核其他部分的交互。
编写内核模块需要了解内核的内部结构和API。
通常，内核模块是用C语言编写的，因为C语言与汇编语言有良好的交互性，并且内核本身也是用C语言编写的。
编写内核模块的基本步骤如下：1.编写模块的源代码：使用C语言编写模块的源代码，并确保遵循内核的编码风格和约定。
2.编译模块：使用内核提供的工具和方法将源代码编译成模块。
3.加载和卸载模块：使用insmod命令将模块加载到内核中，使用rmmod命令卸载模块。
三、内核编译过程内核编译是将源代码转换成可在计算机上运行的二进制代码的过程。
Linux内核的编译过程可以分为以下几个步骤：1.配置内核：使用make menuconfig或make xconfig等工具，根据需要选择要包含在内核中的功能和选项。
2.生成Makefile：根据配置结果生成Makefile文件，该文件用于指导make命令如何编译内核。
3.编译内核：使用make命令根据Makefile编译内核。
这个过程包括编译源代码、生成目标文件、链接目标文件等步骤。
4.安装内核：将编译好的内核映像安装到系统中，以便在启动时加载。
5.配置引导加载程序：将引导加载程序配置为加载新编译的内核映像。
四、总结本文介绍了Linux内核模块的概念、编写方法以及内核编译过程。
通过了解这些知识，我们可以更好地理解Linux操作系统的内部原理，并根据需要定制和优化系统的功能。
Linux内核配置
Linux内核配置系统1．配置系统的基本结构Linux内核的配置系统由三个部分组成，分别是：1.Makefile：分布在 Linux 内核源代码中的 Makefile，定义 Linux 内核的编译规则；2.配置文件（config.in）：给用户提供配置选择的功能；3.配置工具：包括配置命令解释器（对配置脚本中使用的配置命令进行解释）和配置用户界面（提供基于字符界面、基于 Ncurses 图形界面以及基于Xwindows 图形界面的用户配置界面，各自对应于 Make config、Makemenuconfig 和 make xconfig）。
这些配置工具都是使用脚本语言，如 Tcl/TK、Perl 编写的（也包含一些用 C 编写的代码）。
本文并不是对配置系统本身进行分析，而是介绍如何使用配置系统。
所以，除非是配置系统的维护者，一般的内核开发者无须了解它们的原理，只需要知道如何编写 Makefile 和配置文件就可以。
所以，在本文中，我们只对Makefile 和配置文件进行讨论。
另外，凡是涉及到与具体 CPU 体系结构相关的内容，我们都以 ARM 为例，这样不仅可以将讨论的问题明确化，而且对内容本身不产生影响。
2． Makefile2.1 Makefile 概述Makefile 的作用是根据配置的情况，构造出需要编译的源文件列表，然后分别编译，并把目标代码链接到一起，最终形成 Linux 内核二进制文件。
由于 Linux 内核源代码是按照树形结构组织的，所以 Makefile 也被分布在目录树中。
Linux 内核中的 Makefile 以及与 Makefile 直接相关的文件有：1.Makefile：顶层 Makefile，是整个内核配置、编译的总体控制文件。
2..config：内核配置文件，包含由用户选择的配置选项，用来存放内核配置后的结果（如 make config）。
3.arch/*/Makefile：位于各种 CPU 体系目录下的 Makefile，如arch/arm/Makefile，是针对特定平台的 Makefile。
linux内核编译与裁剪
Linux内核编译内幕详解内核，是一个操作系统的核心。
它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。
Linux的一个重要的特点就是其源代码的公开性，所有的内核源程序都可以在/usr/src/l inux下找到，大部分应用软件也都是遵循GPL而设计的，你都可以获取相应的源程序代码。
全世界任何一个软件工程师都可以将自己认为优秀的代码加入到其中，由此引发的一个明显的好处就是Linux修补漏洞的快速以及对最新软件技术的利用。
而Linux的内核则是这些特点的最直接的代表。
想象一下，拥有了内核的源程序对你来说意味着什么？首先，我们可以了解系统是如何工作的。
通过通读源代码，我们就可以了解系统的工作原理，这在Windows下简直是天方夜谭。
其次，我们可以针对自己的情况，量体裁衣，定制适合自己的系统，这样就需要重新编译内核。
在Windows下是什么情况呢？相信很多人都被越来越庞大的Windows整得莫名其妙过。
再次，我们可以对内核进行修改，以符合自己的需要。
这意味着什么？没错，相当于自己开发了一个操作系统，但是大部分的工作已经做好了，你所要做的就是要增加并实现自己需要的功能。
在Windows下，除非你是微软的核心技术人员，否则就不用痴心妄想了。
内核版本号由于Linux的源程序是完全公开的，任何人只要遵循GPL，就可以对内核加以修改并发布给他人使用。
Linux的开发采用的是集市模型（bazaar，与cathedral--教堂模型--对应），为了确保这些无序的开发过程能够有序地进行，Linux采用了双树系统。
一个树是稳定树（stable tree），另一个树是非稳定树（unstable tree）或者开发树（d evelopment tree）。
一些新特性、实验性改进等都将首先在开发树中进行。
如果在开发树中所做的改进也可以应用于稳定树，那么在开发树中经过测试以后，在稳定树中将进行相同的改进。
嵌入式编译的过程
嵌入式编译的过程嵌入式编译是指将高级语言编写的程序转化为特定硬件平台上可执行的机器码的过程。
在嵌入式系统中，由于资源的有限性和特定的应用需求，编译过程需要考虑如何优化代码，以提高程序的性能和效率。
本文将详细介绍嵌入式编译的过程及其关键步骤。
一、预处理预处理是编译过程的第一步，它主要是对源代码进行一些预处理操作，比如宏替换、头文件包含、条件编译等。
预处理器会根据程序中的宏定义和条件语句进行相应的处理，生成一个经过处理的源代码文件。
二、词法分析词法分析是将预处理后的源代码文件进行分词，将源代码分解成一个个的词法单元。
词法分析器会识别出源代码中的关键字、标识符、运算符、常量等，并将其转化为编译器可识别的内部表示形式。
三、语法分析语法分析是将词法分析得到的词法单元按照语法规则进行组织和分析的过程。
语法分析器会根据编程语言的语法规则，将词法单元组织成语法树或抽象语法树。
在语法分析阶段，编译器会进行语法检查，确保程序的语法正确性。
四、语义分析语义分析是对语法树或抽象语法树进行分析和处理的过程。
在语义分析阶段，编译器会进行类型检查、符号表管理、语义错误检测等操作。
语义分析器会根据语义规则对程序进行分析，以确保程序的语义正确性。
五、中间代码生成中间代码生成是将经过语义分析的源代码转化为中间代码的过程。
中间代码是一种高级语言形式的代码，它不依赖于具体的硬件平台，而是以一种与机器无关的方式来表示源代码的执行逻辑。
中间代码生成器会根据源代码和语义信息生成相应的中间代码。
六、代码优化代码优化是对中间代码进行优化的过程，目的是提高程序的性能和效率。
代码优化器会根据特定的优化算法对中间代码进行分析和重组，以减少程序的执行时间和存储空间。
常见的代码优化技术包括常量折叠、循环优化、指令调度等。
七、代码生成代码生成是将优化后的中间代码转化为目标平台上的机器码的过程。
代码生成器会根据目标平台的指令集架构和寄存器分配策略，将中间代码转化为与目标平台相匹配的机器码。
linux内核编译过程解释
linux内核编译过程解释
Linux内核是操作系统的核心部分，它控制着系统的资源管理、任务调度、驱动程序等重要功能。
编译Linux内核是一项非常重要的任务，因为它决定了系统的性能、稳定性和可靠性。
下面我们来了解一下Linux内核的编译过程。
1. 下载内核源代码：首先，我们需要从官方网站上下载Linux
内核的源代码。
这里我们可以选择下载最新的稳定版本或者是开发版，具体取决于我们的需求。
2. 配置内核选项：下载完源代码后，我们需要对内核进行配置。
这一步通常需要使用make menuconfig命令来完成。
在配置过程中，我们需要选择系统所需的各种驱动程序和功能选项，以及定制化内核参数等。
3. 编译内核：配置完成后，我们可以使用make命令开始编译内核。
编译过程中会生成一些中间文件和可执行文件，同时也会编译各种驱动程序和功能选项。
4. 安装内核：编译完成后，我们可以使用make install命令将内核安装到系统中。
这一步通常需要将内核文件复制到/boot目录下，并更新系统的引导程序以便正确加载新内核。
5. 重启系统：安装完成后，我们需要重启系统以使新内核生效。
如果新内核配置正确，系统应该能顺利地启动并正常工作。
总的来说，Linux内核的编译过程是一个相对复杂的过程，需要一定的技术和操作经验。
但是，通过了解和掌握相关的编译技巧和命
令，我们可以轻松地完成内核编译工作，并为系统的性能和稳定性做出贡献。
嵌入式linux课程大纲
嵌入式linux课程大纲第一章：引言嵌入式系统概述嵌入式Linux的优势和特点学习目标和课程安排第二章：Linux基础知识2.1 Linux操作系统简介- Linux的起源和发展- Linux的基本组成和特点- 嵌入式Linux的应用领域2.2 Linux内核与设备驱动- Linux内核的基本结构和模块- 设备驱动的基本概念和分类- 设备驱动的开发与调试2.3 Linux系统编程- Linux系统调用和API- 进程管理和线程库- 文件操作和IO控制第三章：嵌入式系统硬件基础3.1 嵌入式系统硬件结构- CPU和内存- 总线和外设- 接口和通信3.2 嵌入式系统开发板介绍- 嵌入式开发板的分类和选择- 开发板的基本组成和功能- 开发板与嵌入式Linux的配合使用3.3 嵌入式系统调试技术- 调试工具和方法- 嵌入式系统的调试流程- 常见问题和解决方法第四章：嵌入式Linux系统构建4.1 嵌入式Linux系统概述- 嵌入式Linux系统的构成和特点- 嵌入式Linux系统的架构和分层4.2 嵌入式Linux系统的交叉编译- 交叉编译环境的搭建- 编译器和工具链的选择- 交叉编译的基本过程和注意事项4.3 嵌入式Linux的文件系统- 文件系统的基本概念和分类- 常用嵌入式Linux文件系统的介绍 - 文件系统的制作和定制第五章：嵌入式应用开发5.1 嵌入式应用程序设计- 嵌入式应用程序的特点和需求- 嵌入式应用程序的开发流程- 常用的开发工具和集成环境5.2 嵌入式网络应用开发- 嵌入式网络编程模型- 嵌入式网络应用的开发步骤- 嵌入式网络应用实例分析5.3 嵌入式图形界面开发- 嵌入式图形界面的概述- 嵌入式图形界面的开发工具和库- 基于Qt的嵌入式图形界面开发第六章：嵌入式Linux系统优化与安全6.1 嵌入式系统性能优化- 嵌入式系统性能优化的重要性- 嵌入式系统性能优化的方法和工具 - 常见性能问题的分析和解决6.2 嵌入式系统安全设计- 嵌入式系统安全性的重要性- 嵌入式系统的安全设计原则- 嵌入式系统的安全加固措施第七章：实践项目7.1 项目需求分析- 了解项目背景和需求- 提取关键功能和要求7.2 系统设计与实施- 系统架构设计- 软硬件选择和配置- 功能模块设计和编码7.3 系统测试与优化- 系统功能测试- 性能测试和优化- 安全测试和漏洞修复第八章：总结与展望课程学习总结嵌入式Linux行业发展前景进一步学习和研究的建议本大纲旨在全面介绍嵌入式Linux的基础知识和开发技术，帮助学习者快速入门并掌握嵌入式Linux系统的开发和应用。
嵌入式Linux内核模块的配置与编译
嵌入式Linux内核模块的配置与编译一、简介随着 Linux操作系统在嵌入式领域的快速发展，越来越多的人开始投身到这方面的开发中来。
但是，面对庞大的Linux内核源代码，开发者如何开始自己的开发工作，在完成自己的代码后，该如何编译测试，以及如何将自己的代码编译进内核中，所有的这些问题都直接和Linux的驱动的编译以及Linux的内核配置系统相关。
内核模块是一些在操作系统内核需要时载入和执行的代码，它们扩展了操作系统内核的功能却不需要重新启动系统,在不需要时可以被操作系统卸载，又节约了系统的资源占用。
设备驱动程序模块就是一种内核模块，它们可以用来让操作系统正确识别和使用使用安装在系统上的硬件设备。
Linux内核是由分布在全球的Linux爱好者共同开发的，为了方便开发者修改内核，Linux的内核采用了模块化的内核配置系统，从而保证内核扩展的简单与方便。
本文通过一个简单的示例，首先介绍了如何在Linux下编译出一个内核模块，然后介绍了Linux内核中的配置系统，讲述了如何将一个自定义的模块作为系统源码的一部分编译出新的操作系统，注意，在这里我们介绍的内容均在内核2.6.13.2（也是笔者的开发平台的版本）上编译运行通过，在2.6.*的版本上基本上是可以通用的。
二、单独编译内核模块首先，我们先来写一个最简单的内核模块：#include <linux/module.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/errno.h>#define DRIVER_VERSION "v1.0"#define DRIVER_AUTHOR "RF"#define DRIVER_DESC "just for test"MODULE_AUTHOR(DRIVER_AUTHOR);MODULE_DESCRIPTION(DRIVER_DESC);MODULE_LICENSE("GPL");staticintrfmodule_init(void){printk("hello,world:modele_init");return 0;}static void rfmodule_exit(void){printk("hello,world:modele_exit");}module_init (rfmodule_init);module_exit (rfmodule_exit);这个内核模块除了在载入和卸载的时候打印2条信息之外，没有任何其他功能，不过，对于我们这个编译的例子来讲，已经足够了。
嵌入式 linux 裁剪 编译
嵌入式linux 裁剪编译摘要：1.嵌入式Linux简介2.嵌入式Linux的裁剪3.嵌入式Linux的编译4.实例演示5.总结与展望正文：嵌入式Linux是一种应用于嵌入式系统的Linux操作系统。
与传统的Linux系统相比，嵌入式Linux系统更加小巧、高效，适用于对资源有限的嵌入式设备。
在嵌入式系统中，Linux内核的裁剪和编译是定制嵌入式Linux系统的重要步骤。
本文将详细介绍如何对嵌入式Linux进行裁剪和编译，并提供一个实例演示。
一、嵌入式Linux简介嵌入式Linux是基于Linux内核的嵌入式操作系统。
它具有开源、稳定性高、可定制性强等优点。
嵌入式Linux可以应用于各种嵌入式设备，如智能家居、工业自动化、医疗设备等。
二、嵌入式Linux的裁剪1.确定裁剪目标：根据嵌入式设备的硬件资源和性能要求，确定需要保留的系统组件。
2.选用合适的工具：使用嵌入式Linux开发工具，如交叉编译工具链、嵌入式编译器等。
3.裁剪内核：根据需求，删除不必要的内核模块和驱动，以减小内核体积。
4.定制根文件系统：根据设备需求，选取合适的文件系统，如JFFS2、YAFFS等，并裁剪不必要的文件和目录。
5.生成定制镜像：将裁剪后的内核和根文件系统打包成镜像文件，便于烧写到嵌入式设备。
三、嵌入式Linux的编译1.搭建编译环境：搭建嵌入式Linux开发环境，包括交叉编译工具链、操作系统源码等。
2.配置内核：根据嵌入式设备的硬件配置，修改内核配置文件，启用或禁用相应的内核功能。
3.编译内核：使用交叉编译工具链，编译裁剪后的内核源码。
4.编译根文件系统：根据定制需求，编译嵌入式Linux的根文件系统。
5.集成镜像：将编译后的内核和根文件系统集成到一张镜像文件中，便于烧写到嵌入式设备。
四、实例演示以下将以一个简单的嵌入式Linux系统为例，演示如何进行裁剪和编译。
1.下载嵌入式Linux源码：从开源社区下载一个适用于嵌入式设备的Linux内核源码。
嵌入式linux内核移植步骤
嵌入式linux内核移植步骤嵌入式Linux内核移植步骤嵌入式Linux内核移植是将Linux内核移植到特定的硬件平台上的过程。
在进行嵌入式Linux内核移植之前，需要先了解目标硬件平台的相关信息，包括处理器架构、硬件接口、设备驱动等。
本文将介绍嵌入式Linux内核移植的主要步骤，以帮助读者了解移植的过程。
1. 获取源代码需要从官方或其他可靠的渠道获取Linux内核的源代码。
可以选择下载最新版本的稳定内核，也可以根据需要选择特定版本的内核。
获取源代码后，解压到本地目录。
2. 配置内核在进行内核配置之前，需要根据目标硬件平台选择适当的配置文件。
内核配置文件包含了编译内核所需的各种选项和参数。
可以使用make menuconfig或make defconfig命令进行内核配置。
在配置过程中，需要根据目标硬件平台的特点进行相应的配置，如选择正确的处理器类型、设备驱动等。
3. 编译内核配置完成后，可以使用make命令编译内核。
编译过程可能会比较耗时，需要根据计算机性能进行相应的等待。
编译完成后，会生成vmlinuz和相关的模块文件。
4. 编译设备树设备树是描述硬件平台的一种数据结构，用于在内核启动时传递硬件信息给内核。
如果目标硬件平台需要使用设备树，需要将设备树源文件编译为二进制文件。
可以使用device tree compiler（dtc）工具来编译设备树。
5. 烧录内核内核编译完成后，需要将生成的vmlinuz文件烧录到目标硬件平台上。
根据硬件平台的不同，可以使用不同的烧录工具，如dd命令、fastboot等。
烧录完成后，可以通过串口或其他方式查看内核启动信息。
6. 配置文件系统内核烧录完成后，需要为目标硬件平台配置文件系统。
可以选择使用已有的文件系统，如busybox、buildroot等，也可以根据需求自行定制文件系统。
配置文件系统包括选择合适的文件系统类型、添加必要的应用程序和驱动、配置网络等。
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为什么要裁减内核
自己定制编译的内核运行更快(具有更少的代码) 自己定制编译的内核运行更快(具有更少的代码) 系统将拥有更多的内存(内核部分将不会被交换 系统将拥有更多的内存( 到虚拟内存中) 到虚拟内存中) 不需要的功能编译进入内核可能会增加被系统攻 击者利用的漏洞 将某种功能编译为模块方式会比编译到内核内的 方式速度要慢一些
名字空间污染 namespace pullution
当存在大量的函数和全局变量,并且它们的名字 当存在大量的函数和全局变量, 没有明确的含义以至于难以区别时, 没有明确的含义以至于难以区别时,就会发生所 谓的名字空间污染. 谓的名字空间污染. 程序员需花费更多的时间和精力去记住这些已经 保留的名字并为新符号寻找一个不重复的名字. 保留的名字并为新符号寻找一个不重复的名字. 名字空间冲突可能照成很多问题,如加载模块失 名字空间冲突可能照成很多问题, 败等古怪问题 解决办法
内核运行在最高级(管理员模式 supervisor 内核运行在最高级( mode),可以进行所有操作. ),可以进行所有操作 ),可以进行所有操作. 应用程序运行在优先级最低即所谓的用户模式 ),在这一级中处理器控制着对硬 (user mode),在这一级中处理器控制着对硬 ), 件的直接访问以及对内存的非授权访问. 件的直接访问以及对内存的非授权访问.
模块引用计数器
为了确保安全地卸载模块, 为了确保安全地卸载模块,每个模块都有一个引用计数 作时就递增该模块的计数器, 器.当执行模块所涉及的操 作时就递增该模块的计数器, 在操作结束时就递减这个计数器.另外,当模块B被模块 在操作结束时就递减这个计数器.另外,当模块 被模块 A引用时,模块 的引用计数器就递增;引用结束,计数 引用时, 的引用计数器就递增; 引用时 模块B的引用计数器就递增 引用结束, 器递减. 个模块?当然只有这个计 器递减.什么时候可以卸载这 个模块 当然只有这个计 数器值为0的时候 例如, 的时候. 数器值为 的时候.例如,当一个文件系统还安装在系统 就不能将其卸载,而当这个文件系统不再被使用时, 中时 就不能将其卸载,而当这个文件系统不再被使用时, 引用计数器为0,可以卸载. 引用计数器为 ,可以卸载. 在linux/module.h文件中定义了如下三个宏来维护 / . 文件中定义了如下三个宏来维护 计数器: 计数器:
ksyms命令 命令
– Ksyms这个程序用来显示内核符号和模块符号表的信 这个程序用来显示内核符号和模块符号表的信 相似, 息.与lsmod相似,它的功能是读取 相似 它的功能是读取/proc文件系统中 文件系统中 另一个文件/proc/ksyms的内容 另一个文件 的内容
模块的导出
和用户空间的应用程序不同的是,引入一个模块 和用户空间的应用程序不同的是, 的目的常常是为了给内核提供一些routine,来完 的目的常常是为了给内核提供一些 , 成特定的功能,很少有模块什么符号都不导出. 成特定的功能,很少有模块什么符号都不导出. Linux为用户提供了如下宏: 为用户提供了如下宏: 为用户提供了如下宏 EXPORT_SYMBOL(var); // 输出 输出symbol var EXPORT_SYMBOL_GPL(var); // 输出的 symbol版权为 版权为GPL 版权为
模块
模块是具有独立功能的程序,它可以被单 模块是具有独立功能的程序, 独编译,但不能独立运行. 独编译,但不能独立运行.它在运行时被 链接到内核作为内核的一部分在内核空间 运行, 运行,这与运行在用户空间的进程是不同 的. 模块通常由一组函数和数据结构组成,用 模块通常由一组函数和数据结构组成, 来实现一种文件系统, 来实现一种文件系统,一个驱动程序或内 核中其他上层的功能. 核中其他上层的功能.
应用程序与内核模块的比较
C语言应用程序 语言应用程序 使用函数 运行空间 运行权限 入口函数 出口函数 编译 连接 运行 调试 libc库 库 用户空间 普通用户 main() exit() gcc -c gcc 直接运行 gdb 内核模块程序 内核函数 内核空间 超级用户 init_module() cleanup_module() gcc –c –D __KERNEl__ _DMOKULE Gcc insmod kdbug,kdb,kgdb等 , , 等
lsmod 查看已注册的内核
内核模块实例
#define __KERNEL__ #define MODULE #include<linux/module.h> / #include<linux/kernel.h> / int init_module(void) { printk("Hellow World!\n"); \ ; return 0; ; ) void cleanup_module(void) { printk("Goodbye,cruel world!\n"); , \ ; ) module_init(hello_init); module_exit(hello_exit);
– 将所有符号定义为静态变量 – 对于非全局变量的符号前加上一个内核中唯一的前缀. 对于非全局变量的符号前加上一个内核中唯一的前缀.
用户空间与内核空间
操作系统的作用
– 为程序提供一个计算机硬件的一致视图. 为程序提供一个计算机硬件的一致视图. – 负责程序的独立操作以及保护资源不受非法访问. 负责程序的独立操作以及保护资源不受非法访问.
模块与内核的关系
模块和内核都在内核空间运行,模块编程 模块和内核都在内核空间运行, 在一定意义上就是内核编程. 在一定意义上就是内核编程.因为内核版 本的每次变化使得其中的某些函数名也会 相应地发生变化, 相应地发生变化,因此模块编程与内核版 本密切相关. 本密切相关.本课中所涉及的内核编程基 于的Linux内核为 .4.x版本,对于其他 内核为2. . 版本 版本, 于的 内核为 版本,可能还需要做一些调整. 版本,可能还需要做一些调整.
如何升级内核
添加进内核的方式: 添加进内核的方式:
– 将新增加部分编译到内核中(build-in) 将新增加部分编译到内核中( ) – 把新增加部分编译成模块(module),动态加载. ),动态加载 把新增加部分编译成模块( ),动态加载.
各自特点: 各自特点:
– 编译到内核中,在内核启动时就可以自动支持相应部 编译到内核中, 分的功能,这样的优点是方便,速度快,机器一启动, 优点是方便 分的功能,这样的优点是方便,速度快,机器一启动, 用户就可以使用这部分功能了;缺点是会使内核变得 用户就可以使用这部分功能了;缺点是会使内核变得 庞大起来,不管你是否需要这部分功能,它都会存在. 庞大起来,不管你是否需要这部分功能,它都会存在. 建议经常使用的部分直接编译到内核中 比如网卡. 经常使用的部分直接编译到内核中, 建议经常使用的部分直接编译到内核中,比如网卡. – 如果编译成模块,就会生成对应的 文件,在使用的 如果编译成模块,就会生成对应的.o文件 文件, 是不会使内核过分庞大, 时候可以动态加载,优点是不会使内核过分庞大 时候可以动态加载,优点是不会使内核过分庞大,缺 是你得自己来调用这些模块. 点是你得自己来调用这些模块.
Modutils的常用命令 的常用命令
insmod命令 命令
– 调用 调用insmod程序,把需要插入的模块以目标代码的形 程序, 程序 式插入到内核中.在插入的时候, 式插入到内核中.在插入的时候,insmod自动调用 自动调用 init_module()函数运行.注意,只有超级用户才能使 函数运行. 函数运行 注意, 用这个命令. 用这个命令. – 格式 #insmod [path]modulename.o
内核的模块式结构
内核模块是 内核模块是Linux内核向外部提供的一个接 内核向外部提供的一个接 口,其全称为动态可加载内核模块 (Loadable Kernel Module,LKM),简称 , , 为模块. 内核之所以提供模块机制, 为模块.Linux内核之所以提供模块机制, 内核之所以提供模块机制 是因为它本身是一个单内核(monolithic 是因为它本身是一个单内核 kernel).单内核的最大优点是效率高,因 .单内核的最大优点是效率高, 为所有的内容都集成在一起, 为所有的内容都集成在一起,但其缺点是 可扩展性和可维护性相对较差, 可扩展性和可维护性相对较差,模块机制 就是为了弥补这一缺陷. 就是为了弥补这一缺陷.
内核符号表
Hale Waihona Puke 模块与模块之间的共享方式– 共享变量 – 函数
内核只把各个模块中主要的变量和函数放 的区段, 在一个特定 的区段,这些变量和函数统称 符号. 为符号. 对于内核这个特殊的母模块,在kemel/ 对于内核这个特殊的母模块, / ksyms.c中定义了可以从中"移出"的符 中定义了可以从中" . 中定义了可以从中 移出" 号.
模块主要函数及定义
头文件及宏定义
#define __KERNEL__ #define MODULE #include<linux/module.h> / #include<linux/kernel.h> / module_init():模块的初始化函数 模块的初始化函数, 模块的初始化函数 module_exit():模块的卸载函数 :模块的卸载函数, 初始化函数和卸载函数必须成对出现. 初始化函数和卸载函数必须成对出现. 模块常用信息:作者,描述,版权等, 模块常用信息:作者,描述,版权等, MODULE_AUTHOR("author"); MODULE_DESCRIPTION("the description"); MODULE_LICENSE("GPL");
rmmod命令 命令
– 调用 调用rmmod程序,将已经插入内核的模块从内核中移 程序, 程序 函数, 出.rmmod会自动运行 cleanup_module()函数, 会自动运行 函数 – 格式: 格式: #rmmod [path]modulename.o