Linux内核编程知识集锦
编译内核
下载源码
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git clone https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git |
根据需要，切换分支。
安装工具
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apt install git fakeroot build-essential ncurses-dev xz-utils libssl-dev bc flex libelf-dev bison |
配置内核
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cd linux-stable # 使用当前系统内核配置 cp -v /boot/config-$(uname -r) .config # 使用图形化界面进行配置 make menuconfig # 使用字符界面配置 make config # 在现有的内核设置文件基础上建立一个新的设置文件，只会向用户提供有关新内核特性的问题， # 在新内核升级的过程 中，make oldconfig非常有用 make oldconfig # 自动的尽量选择 y 选项 make allyesconfig # 自动的尽量选择 m 选项 make allmodconfig |
你也可以手工直接编辑.config文件。每个选项都可以设置以下值之一：
| 取值 | 说明 |
| y | 将相应特性构建到内核中 |
| n | 不包含此特性 |
| m |
构建为模块，这样可以按需加载 注意：
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编译内核
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# 编译 make -j 8 # 编译bzImage make bzImage |
内核文件格式
| 格式 | 说明 |
| vmlinux | 编译出来的最原始的内核文件，未压缩 |
| zImage | zImage是ARM Linux常用的一种压缩映像文件，是vmlinux经过gzip压缩产生的 |
| bzImage | bz表示big zImage，和zImage的区别是，zImage解压缩内核到低端内存（第一个640K），bzImage解压缩内核到高端内存（1M以上）。如果内核比较小，那么采用zImage或bzImage都行，如果比较大应该用bzImage |
| uImage | uImage是U-boot专用的映像文件，它是在zImage之前加上一个长度为0x40的头，说明这个映像文件的类型、加载位置、生成时间、大小等信息。换句话说，如果直接从uImage的0x40位置开始执行，zImage和uImage没有任何区别 |
| vmlinuz | 是bzImage/zImage文件的拷贝或指向bzImage/zImage的链接 |
| initrd | initramfs |
安装内核
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# 安装内核模块到系统 sudo make modules_install # 安装内核到系统 sudo make install |
更新initramfs，指向最新的内核：
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sudo update-initramfs -c -k 4.15.0 |
更新GRUB BootLoader：
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sudo update-grub |
重启后就可以使用新内核了。
调试内核
编译内核
设置内核选项：
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make O=build/ defconfig make O=build/ menuconfig # Processor type and features ----> # [ ] Randomize the address of the kernel image (KASLR) # Kernel hacking ---> # [*] Kernel debugging # Compile-time checks and compiler options ---> # [*] Compile the kernel with debug info # [*] Provide GDB scripts for kernel debugging |
然后按正常流程构建。
阅读源码
使用Clion
内核项目本身是基于make的，我们需要将其转换为CMake项目。
首先，安装scan-build
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sudo -H pip install scan-build # 或者 sudo apt install bear |
这是一个构建拦截工具（build interceptor） ，它能够拦截make的构建过程，并生成一个 compile_commands.json文件。这个文件叫JSON Compilation Database，这种文件格式描述了如何独立于某种构建系统，来Replay编译过程。
拦截构建过程：
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cd linux-stable intercept-build make -j8 # 或者 bear make -j8 # 拦截其它目标 bear make tools/all bear make bzImage |
从compile_commands.json生成CMakeList.txt文件：
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cd .. git clone https://github.com/habemus-papadum/kernel-grok.git cd linux-stable ../kernel-grok/generate_cmake |
如果报头文件找不到的错误，在CMakeList.txt中增加：
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set(CMAKE_C_COMPILER "gcc") include_directories(".") include_directories("./include") |
使用VSCode
首先配置并编译好内核，然后在源码目录下执行：
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git clone https://github.com/amezin/vscode-linux-kernel.git .vscode # 生成compile_commands.json python .vscode/generate_compdb.py # 如果不是编译的x64内核，则修改c_cpp_properties.json的intelliSenseMode。可选值： # gcc-x86 gcc-x64 gcc-arm gcc-arm64 |
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