Linux内核入门-包教会.doc

下面是Linux内核开发者Robert Love写的一篇入门文章，号称“包教会”，推荐对Linux内核开发感兴趣爱好者、开发者一定不要错过。当然，虽然标题说是包教会，你可能需要一定的Linux命令以及C语言的基础。以下是正文内容： Linux内核一直都被视为学习Linux最难的一块，相信大家也一定看过不少关于内核的文章，但扪心自问，你现在究竟掌握了多少？本文将从零开始介绍被视为高深的Linux内核，内容涉及内核源代码的下载，编译，安装，以及内核开发相关的内容。如何获取Linux内核源代码 下载Linux内核当然要去官方网站了，网站提供了两种文件下载，一种是完整的Linux内核，另一种是内核增量补丁，它们都是tar归档压缩包。除非你有特别的原因需要使用旧版本的Linux内核，否则你应该总是升级到最新版本。使用Git 由Linus领头的内核开发队伍从几年前就开始使用Git版本控制系统管理Linux内核了（参考阅读：什么是Git？），而Git项目本身也是由Linus创建的，它和传统的CVS不一样，Git是分布式的，因此它的用法和工作流程很多开发人员可能会感到很陌生，但我强烈建议使用Git下载和管理Linux内核源代码。你可以使用下面的Git命令获取Linus内核代码树的最新“推送”版本：$ git clone git://pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git 然后使用下面的命令将你的代码树与Linus的代码树最新状态同步：$ git pull安装内核源代码 内核包有GNU zip（gzip）和bzip2格式。Bzip2是默认和首选格式，因为它的压缩比通常比gzip更好，bzip2格式的Linux内核包一般采用linux-x.y.z.tar.bz2形式的文件名，这里的x.y.z是内核源代码的具体版本号，下载到源代码包后，解压和抽取就很简单了，如果你下载的是bzip2包，运行：$ tar xvjf linux-x.y.z.tar.bz2 如果你下载的是gzip包，则运行：$ tar xvzf linux-x.y.z.tar.gz 无论执行上面哪一个命令，最后都会将源代码解压和抽取到linux-x.y.z目录下，如果你使用Git下载和管理内核源代码，你不需要下载tar包，只需要运行git clone命令，它就会自动下载和解压。内核源代码通常都会安装到/usr/src/linux下，但在开发的时候最好不要使用这个源代码树，因为针对你的C库编译的内核版本通常也链接到这里的。应用补丁 Linux内核开发人员会将自己的修改做成补丁与其它人员分享，而且补丁是增量的，增量补丁是从一个内核树移动到另一个内核树的有效方法，不用下载完整的内核包就可以升级内核，不仅可节省带宽，也节省了内核升级时间，应用补丁之前先进入内核源代码树所在目录，然后运行：$ patch p1 .config$ make oldconfig 内核配置好后，使用下面的命令进行生成：$ make 和2.6以前的内核不一样，在生成内核前不再需要执行make dep命令了，依赖树会自动维护，也不需要再指定特定的生成类型，如bzImage，或独立生成模块，默认Makefile规则会自动处理好一切。将干扰信息最小化 在生成过程中会遭到警告和错误的干扰。最小化干扰信息的一个诀窍是重定向make的输出，但仍然会看到一些警告和错误：$ make ./detritus 如果你想查看生成输出，你可以事后阅读这个文件，如果你完全不想看到任何输出，那么就重定向到/dev/null：$ make /dev/null同时执行多个生成作业 Make命令提供了一个功能可以将生成过程拆分成多个平行的作业，这些作业可以独立运行，也可以并行运行，在多处理器系统上可以极大地提高生成速度，也提高了处理器利用率，因为生成大型源代码树会出现大量的I/O等待时间。默认情况下，make只能拆分成一个作业，因为Makefiles常常会包含不正确的依赖信息，如果真是这样，多个并行执行的作业将会引起混乱，最终会导致生成过程失败，如果Makefiles中的依赖信息无误，那么完全可以拆分成多个作业执行，如：$ make jn 这里的n表示拆分的作业数量，通常按每个处理器拆分成1-2个作业，例如，在一个16核心的机器上 ，你可以运行：$ make -j32 /dev/null 使用distcc或ccache等优秀的工具也可以大大提高生成速度。安装新内核 内核生成好之后，你需要安装它，如何安装于系统架构和引导加载程序有关，我们以x86架构，grub引导加载程序为例进行说明。首先将arch/i386/boot/bzImage拷贝到/boot，重命名为vmlinuz- version，这里的version也是版本号，然后编辑/boot/grub/grub.conf，为新内核添加相应的项目，如果是使用LILO引导装载程序，则修改/etc/lilo.conf文件，然后运行lilo。模块的安装与系统架构无关，都是自动完成的，以root用户运行：% make modules_install 这个命令会将所有编译好的模块安装到/lib/modules下对应的子目录中。生成过程会在源代码树根目录下创建一个System.map文件，它包含一个符号查找表，映射内核符号到它们的起始地址，在调试期间可以用它将内存地址转换成函数和变量名。可能会遇到的问题 与普通用户空间的应用程序相比，Linux内核有多个特殊的属性，下面是我认为最重要的一些不