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Linux内核编程知识集锦

7
Jan
2012

Linux内核编程知识集锦

By Alex
/ in C,Linux
/ tags kernel, Linux编程, 系统编程
0 Comments
编译内核
下载源码
Shell
1
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
Shell
1
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:

  1. 除非你使用initrd,否则绝不要把挂载根文件系统必需的驱动程序(硬件驱动以及文件系统驱动)编译成模块
  2. 如果系统中有网卡,将它们的驱动编译成模块。这样就能够在 /etc/modules.conf 中用别名定义哪一块网卡第1,哪一块第2,等等。如果您将驱动程序编译进了内核,它们加载的顺序将取决于当初它们链接进内核的顺序,而这不一定是您想要的
编译内核
Shell
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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:

Shell
1
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:

Shell
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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

Shell
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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:

Shell
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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

 

← 使用Python进行文本处理
Java7新特性 →

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