水木清华KernelTech版FAQ

时间：2005-10-09 来源：songbd

发信人: junky (从头再来), 信区: KernelTech
标题: KernelTech版FAQ 1.0 [2004.7.7更新]
发信站: BBS 水木清华站 (Mon May 10 15:07:47 2004), 站内

1. 请推荐一些好的Linux内核参考书？

2. 源代码问题
2.1 如何得到某一版本的Linux内核源代码?
2.2 请问xx命令、xx库的源码是哪个文件？
2.3 linux-2.x.x.tar.gz.sign 文件有什么用途？
2.4 请推荐一些源代码查看工具？
2.5 内核patch如patch-2.6.3怎么用？
2.6 如何统计linux内核有多少行代码?
2.7 xx结构的定义在哪个内核源文件中？
2.8 volatile和__volatile__是什么意思？
2.9 do{ ... } while(0)是什么意思？
2.10 list_entry的定义是怎么回事？

3. 模块编程问题
3.1 模块编程需要注意什么？
3.2 为什么insmod一个模块时显示版本不匹配？
3.3 为什么出现Unresolved Symbol错误？
3.4 为什么出现no license错误？
3.5 为什么看不到用printk打印的信息？

4. 内核开发问题
4.1 怎么制作、使用patch文件？
4.2 在内核中可以使用系统调用吗？
4.3 在内核中怎么打开并操作一个文件？
4.4 在内核中读写文件时为什么会出现EFAULT(-14)错误？
4.5 怎么在系统中增加一个自己的系统调用？
4.6 怎么在内核中加入我自己的驱动程序？
4.7 怎么通过程序得到cpu和mem使用率？
4.8 如何获得高精度的系统时间？
4.9 怎么进行系统性能调谐？
4.10 内核中怎么进行互斥？

5. 其它问题
5.1 如何学习Linux内核？
5.2 如何下载精华区？
5.3 init进程是核心进程吗？init与初始进程是不是一回事？
5.4 initrd(.img)有什么用？

6. 关于本FAQ
7. Changelog

1. 请推荐一些好的Linux内核参考书？
  a.《Linux Device Drivers, 2nd Edition》，有中文译本
  b.《Understanding the Linux Kernel, 2nd Edition》
  c.《Linux内核源代码情景分析》，分上下两册
  d.《边干边学－Linux内核指导》
  e.《Linux内核2.4版源代码分析大全》
  f.《Linux Kernel Development》
  g.《IA-64 Linux Kernel: Design and Implementation》
  注：a电子版可在http://www.oreilly.com/catalog/linuxdrive2/下载；
      f和g比较新，在国内比较难买到。

2. 源代码问题
2.1 如何得到某一版本的Linux内核源代码?
   a. http://www.kernel.org或ftp://ftp.kernel.org，这是Linux内核版本的发布
      网站。
   b. 很多镜像或本地网站也提供部分Linux内核版本的下载，多用ftp搜索引擎。
      linuxaid.com提供的mirror:
      ftp://ftp.linuxaid.lkams.kernel.org/pub/mirrors/kernel/linux/kernel
   c. 一般的Linux发行版如Redhat之类会随盘提供相应的内核源代码，不过这个源代
      码往往是改动过的，与标准Linux内核有差异。

2.2 请问xx命令、xx库的源码是哪个文件？
   a. 一个系统除了内核以外，还需要有shell、gcc等一系列工具和命令以及C库等一
      系列库，这些作为应用程序其源代码都不在内核中，需要另外下载相应的源代码。
   b. 对于Redhat系统，可以用rpm -qf命令来查找某一命令所在的软件包，然后再找
      相应的源代码包安装。
   c. gnu.org有很多软件源代码如bash/glibc/binutils/make/gcc的源代码。
   d. 可在http://www.rpmfind.net或http://www.google.com去搜一搜。

2.3 linux-2.x.x.tar.gz.sign 文件有什么用途？
    这是一个数字签名文件，用来校验linux-2.x.x.tar.gz这个文件在签名后是没有
    被第三方修改过,更详细的信息参考http://www.kernel.org/signature.html。

2.4 请推荐一些源代码查看工具？
   a. Windows系统可以用Source Insight，Linux系统可以用Source Navigator。
   b. vim或emacs编辑器，配合cscope、ctags、etags等交叉索引工具。
   c. vim或emacs编辑器，配合grep、egrep等文本搜索工具，不过最好要对源代码目
      录结构有所熟悉
   d. LXR，以网页的形式通过浏览器浏览，安装复杂，可从http://lxr.linux.no/下
      载该工具也可以直接访问http://lxr.linux.no/source/在线阅读Linux内核源
      代码。
   e. GNU global,可以在命令行用，也可以生成hypertext，类似lxr，但更省事。

2.5 内核patch如patch-2.6.3怎么用？
   a. 内核patch一般是针对前一个版本，如patch-2.6.3是针对2.6.2的内核。
   b. 内核patch一般是和ChangeLog对应，如patch-2.6.3对应于ChangeLog-2.6.3。
   c. 在内核patch中查找Makefile关键字可得到相关信息，如在patch-2.6.0中有：
        diff -Nru a/Makefile b/Makefile
        --- a/Makefile  Wed Dec 17 19:00:07 2003
        +++ b/Makefile  Wed Dec 17 19:00:07 2003
        @@ -1,7 +1,7 @@
        VERSION = 2
        PATCHLEVEL = 6
        SUBLEVEL = 0
        -EXTRAVERSION = -test11
        +EXTRAVERSION =
   d. 找到了针对的内核就可以用patch来升级内核了。

2.6 如何统计linux内核有多少行代码?
   尝试以下shell命令：
   find /usr/src/linux-2.x.x  -name "*.[chS]" | xargs cat | wc -l

2.7 xx结构的定义在哪个内核源文件中？
   a. 请使用源码查看工具，见问题2.4。
   b. 如果用grep等文本搜索工具，主要在include/linux和include/asm两个目录下
      搜索。

2.8 volatile和__volatile__是什么意思？
   a. volatile是C语言定义的关键字，gcc为了需要又定义了__volatile__，它和
      volatile表达的是同一意思。
   b. volatile的本意是"易变的"，由于访问寄存器的速度快于访存，所以编译器一般
      都会作优化以减少访存。如果变量加上volatile修饰，则编译器就不会对此变量
      的读写操作进行优化，即不通过寄存器缓冲而直接访存。
   c. __asm__ __volatile__一起指示编译器不要改动优化后面的汇编语句。

2.9 do{ ... } while(0)是什么意思？
   a. 主要是为了避免宏在不同情况展开可能会出现的一些错误。
   b. 在http://www.kernelnewbies.org/faq/上有详细介绍。

2.10 list_entry的定义是怎么回事？
   a. list_entry的定义在内核源文件include/linux/list.h中：
      #define list_entry(ptr, type, member)
        ((type *)((char *)(ptr)-(unsigned long)(&((type *)0)->member)))
   b. 其功能是根据list_head型指针ptr换算成其宿主结构的起始地址，该宿主结构是
      type型的，而ptr在其宿主结构中定义为member成员。如下图：

      req-->|type型对象起始地址
            |
            |... ...
      ptr-->|ptr指针所指的member成员地址
            |
            |... ...

     ptr指向图中所示的位置，通过(unsigned long)(&((type*)0)->member)得到ptr
     和req之间的差值，ptr减去这个差值就得到了type型宿主结构的指针req，返回
     类型为(type*)。

『EdgeFree：』现在2.6内部是如下定义：

先定义（in include/linux/list.h）：

/**
* list_entry - get the struct for this entry
* @ptr:        the &struct list_head pointer.
* @type:       the type of the struct this is embedded in.
* @member:     the name of the list_struct within the struct.
*/
#define list_entry(ptr, type, member)
        container_of(ptr, type, member)

再定义(in include/linux/kernel.h)：

#define container_of(ptr, type, member) ({
        const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);
        (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})

目的是一样的。

3. 模块编程问题
3.1 模块编程需要注意什么？
   a. 在gcc编译选项中增加-c
   b. 在gcc编译选项中定义两个宏：-DMODULE -D__KERENL__
      或直接在源文件中定义这两个宏：
      #define MODULE
      #define __KERNEL__
   c. 在源文件中包括module.h文件：
      #include
   d. 假定你现在运行的内核的源码目录绝对路径是MyKernelSrcPath，在gcc编译时
      增加选项：
         -I $MyKernelSrcPath/include (如-I /usr/src/linux/include)
      注意MyKernelSrcPath必须是指向与当前运行的系统内核匹配的（版本一致）、
      能编译成功的(保证源代码目录的完整性)、已经config过的(保证有.config和
      include/linux/autoconf.h文件)内核源码目录
      注意：通常不要 -I /usr/include/linux
   e. 如果要用inline功能，需要在gcc编译选项中增加-O2
   f. init_module()函数必须return 0，否则会出现Device or resource busy错误。

3.2 为什么insmod一个模块时显示版本不匹配？
   a. 见上面3.1->d
   b. 某些时候用insmod -f能够成功加载，但需谨慎使用。

3.3 为什么出现Unresolved Symbol错误？
   a. 首先查看文件/proc/ksyms，看内核有没有输出这个符号，不同的内核版本如
      2.2和2.4输出的符号会有些变化。
   b. 如果内核输出的符号带有版本控制信息如符号printk_R12345678，则性质同
      问题3.2。
   c. 注意：现在有很多版本都不输出sys_call_table了，另想办法吧！

3.4 为什么出现no license错误？
   在源文件加入下面一行（加在文件头部，尾部均可）：
   MODULE_LICENSE("GPL");

3.5 为什么看不到用printk打印的信息？
   a. 打印消息受级别的限制,消息级别可以通过printk设置,如:
        printk("something");  /* 其中0<=n<=7 */
      假设控制台的消息级别为m, 当n