linux内核模块编程

第一个内核模块实验

一： 预习要求：

（ 1 ） 做本实验之前，请复习相关内核模块知识。 （ 2 ） 请了解内核模块的编写、编译及安装与卸载方法。 （ 3 ） 请学习内核打印函数 printk() 的用法。 （ 4 ） 请复习 Makefile 文件的编写。 二：实验目的：

（ 1 ） 掌握内核模块的组成部分。

（ 2 ） 掌握内核模块的编译、安装与卸载方法。 （ 3 ） 学会查看内核模块的信息。 三：实验任务：

编写一个内核模块module，向外导出两个函数，分别是“求累积和”和“求阶乘”功能。编写另两个内核模块module1、module2，分别使用上面module模块中的函数，实现计算。注意路径清晰，分别在三个目录下编写。 四：实验原理及方法：

Linux 内核模块（ LKM ）是一些在启动的操作系统内核需要时可以载入内核执行的代码块，不需要时由操作系统卸载。它们扩展了操作系统内核功能却不需要重新编译内核、启动系统。如果没有内核模块，就不得不反复编译生成操作系统的内核镜像来加入新功能，当附加的功能很多时，还会使内核变得臃肿。 一个 Linux 内核模块主要由以下几个部分组成：

(1) 模块加载函数 ( 必须 ) ：当通过 insmod

第一个内核模块实验

一： 预习要求：

（ 1 ） 做本实验之前，请复习相关内核模块知识。 （ 2 ） 请了解内核模块的编写、编译及安装与卸载方法。 （ 3 ） 请学习内核打印函数 printk() 的用法。 （ 4 ） 请复习 Makefile 文件的编写。 二：实验目的：

（ 1 ） 掌握内核模块的组成部分。

（ 2 ） 掌握内核模块的编译、安装与卸载方法。 （ 3 ） 学会查看内核模块的信息。 三：实验任务：

编写一个内核模块module，向外导出两个函数，分别是“求累积和”和“求阶乘”功能。编写另两个内核模块module1、module2，分别使用上面module模块中的函数，实现计算。注意路径清晰，分别在三个目录下编写。 四：实验原理及方法：

Linux 内核模块（ LKM ）是一些在启动的操作系统内核需要时可以载入内核执行的代码块，不需要时由操作系统卸载。它们扩展了操作系统内核功能却不需要重新编译内核、启动系统。如果没有内核模块，就不得不反复编译生成操作系统的内核镜像来加入新功能，当附加的功能很多时，还会使内核变得臃肿。 一个 Linux 内核模块主要由以下几个部分组成：

(1) 模块加载函数 ( 必须 ) ：当通过 insmod

Linux设备驱动程序原理及框架 设备驱动程序原理及框架内核模块入门篇 樊东东

课程内容

内核模块介绍 应用层加载模块操作过程 内核如何支持可安装模块 内核提供的接口及作用 模块实例

内核模块内核模块介绍

Linux采用的是整体式的内核结构，这种结构 采用的是整体式的内核结构， 采用的是整体式的内核结构 的内核一般不能动态的增加新的功能。为此， 的内核一般不能动态的增加新的功能。为此， Linux提供了一种全新的机制，叫(可安装) 提供了一种全新的机制， 可安装) 提供了一种全新的机制 模块” )。利用这个机制 “模块”(module)。利用这个机制，可以 )。利用这个机制， 根据需要， 根据需要，在不必对内核重新编译链接的条件 将可安装模块动态的插入运行中的内核， 下，将可安装模块动态的插入运行中的内核， 成为内核的一个有机组成部分； 成为内核的一个有机组成部分；或者从内核移 走已经安装的模块。正是这种机制， 走已经安装的模块。正是这种机制，使得内核 的内存映像保持最小， 的内存映像保持最小，但却具有很大的灵活性 和可扩充性。 和可扩充性。

内核模块内核模块介绍

可安装模块是可以在系统运行时动态地安装和 卸载的内核软件。严格来说， 卸载的内核软件。严格

实验三 内核和设备驱动编程

一 、实验目的

1、学习Linux操作系统下内核程序的编写和应用 2、学习可编程接口芯片的编程控制方法 3、了解驱动程序的结构 4、了解驱动程序常用结构体 5、了解驱动程序常用函数 二、实验原理

1 关于设备驱动

驱动程序是一组代码，这部分代码负责将应用程序的一些需求，如读、写等操作，正确无误的传递给相关的硬件，并使硬件能够做出正确反应的代码。驱动程序像是一个黑盒子，它隐藏了硬件的工作细节，应用程序只需要通过一组标准化的接口，就可以实现对硬件的操作。 设备驱动程序的作用在于提供机制，即解决提供什么功能的问题，而如何使用这些功能则交给用户程序处理。 设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口，它为应用程序屏蔽硬件的细节，一般来说，Linux的设备驱动程序需要完成如下功能： （1）初始化设备；

（2）提供各类设备服务；

（3）负责内核和设备之间的数据交换；

（4）检测和处理设备工作过程中出现的错误。

更为方便的是，Linux下的设备驱动程序被组织为一组完成不同任务的函数的

一． 网络设备的数据包处理。 如下

1. 驱动装调用: net_dev_init

2. net_dev_init中设定收包处理函数process_backlog

sd->backlog.poll = process_backlog;

3. process_backlog中调用 __netif_receive_skb(skb);

4.__netif_receive_skb中找到对应的包处理函数，然后处理 type = skb->protocol;

list_for_each_entry_rcu(ptype, &ptype_base[ntohs(type) & PTYPE_HASH_MASK], list) { if (ptype->type == type && (ptype->dev == null_or_dev || ptype->dev == skb->dev || ptype->dev == orig_dev)) { if (pt_prev) ret = deliver_skb(skb, pt_prev, orig_dev); pt_prev = ptype; } }

Linux 内核解析

I Bootstrap

1 汇编代码分析

2 start_kernel函数

3 准备进入用户态 3.1 Initrd初始化

3.1.0 准备知识

在讲述如何释放initrd到rootfs之前，有比较讲述一下什么是rootfs，rootfs的初始化相关的函数；以及rootfs的初始化函数是如何被调用的。

这里所说的rootfs指的是VFS的根节点/，以及在内存中创建的根目录/下的文件和目录节点，这个文件系统仅仅存在于内存之中，由内核初始化的时候负责创建，该文件系统不会存储到其它非易失性介质上。该rootfs文件系统mnt_init函数调用init_rootfs和init_mount_tree两个函数来负责创建和初始化： void __init mnt_init(void) { ...... //这个函数很简单，就是注册了rootfs 的文件系统。 init_rootfs(); //在这里，将rootfs 文件系统挂载，它的挂载点默认为”/”。 //最后切换进程的根目录和当前目录为”/”，这也就是根目录的由来。 //不过这里只是初始化，等挂载完具体的文件系统之后， //一般都会将根目录切换到具体的文件系统，所以在系统

本章将为大家介绍内核中存在的各种任务调度机理以及它们之间的逻辑关系（这里将覆盖进程调度、推后执行、中断等概念、），在此基础上向大家解释内核中需要同步保护的根本原因和保护方法。最后提供一个内核共享链表同步访问的例子，帮助大家理解内核编程中的同步问题。

内核任务调度与同步关系引言

对于从事应用程序开发的朋友来说，用户空间的任务调度与同步之间的关系相对简单，无需过多考虑需要同步的原因。这一是因为在用户空间中各个进程都拥有独立的运行空间，进程内部的数据对外不可见，所以在各个进程即使并发执行也不会产生对数据访问的竞争。第二是因为用户空间与内核空间独立，所以用户进程不会与内核任务交错执行，因此用户进程不存在与内核任务并发的可能。以上两个原因使得用户同步仅仅需要在进程间通讯和多线程编程时需要考虑。

但是在内核空间中情况要复杂的多，需要考虑同步的原因大大增加了。这是因为内核空间中的共享数据对内核中的所有任务可见，所以当在内核中访问数据时，就必须考虑是否会有其他内核任务并发访问的可能、是否会产生竞争条件、是否需要对数据同步。而内核并发的“罪魁祸首”便是内核中复杂多变的任务调度——这里的任务调度包含所有可能引起内核任务更换的情况。

并发，竞争和同步的概念

Linux内核QoS实现机制

1. QoS介绍

QoS（Quality of Service）即服务质量。对于网络业务，服务质量包括传输的带宽、传送的时延、数据的丢包率等。在网络中可以通过保证传输的带宽、降低传送的时延、降低数据的丢包率以及时延抖动等措施来提高服务质量。

网络资源总是有限的，只要存在抢夺网络资源的情况，就会出现服务质量的要求。服务质量是相对网络业务而言的，在保证某类业务的服务质量的同时，可能就是在损害其它业务的服务质量。例如，在网络总带宽固定的情况下，如果某类业务占用的带宽越多，那么其他业务能使用的带宽就越少，可能会影响其他业务的使用。因此，网络管理者需要根据各种业务的特点来对网络资源进行合理的规划和分配，从而使网络资源得到高效利用。

流量控制包括以下几种方式： ?

SHAPING(限制)

当流量被限制，它的传输速率就被控制在某个值以下。限制值可以大大小于有效带宽，这样可以平滑突发数据流量，使网络更为稳定。shaping（限制）只适用于向外的流量。

?

SCHEDULING(调度)

通过调度数据包的传输，可以在带宽范围内，按照优先级分配带宽。SCHEDULING(调度)也只适于向外的流量。

?

POLICING(策略)

SHA

Linux-3.10-x86_64 内核配置选项简介

64-bit CONFIG_64BIT

编译64位内核.本文仅讲述x86_64(AMD64)平台的内核编译,所以这个是必选项.

kernel

General setup 常规设置

Cross-compiler CONFIG_CROSS_COMPILE

交叉编译工具前缀(比如\相当于使用\CROSS_COMPILE=arm-linux-\进行编译).除非你想配置后默认自动进行交叉编译,否则不要使用此选项. Local

version

-

append

to

kernel

release

tool

prefix

CONFIG_LOCALVERSION

在内核版本后面加上自定义的版本字符串(最大64字符),可以用\-a\命令看到

Automatically append version information to the version string CONFIG_LOCALVERSION_AUTO

自动在版本字符串(CONFIG_LOCALVERSION)后面添加版本信息(类似\格式),需要有perl以及git仓库支持 Kernel compression mode

内核镜像的压缩格式,可选

Linux内核配置文档

一、 引言：

本文档的内容大部份内容都是从网上收集而来，然后配合一些新的截图（内核版本：V2.4.19）。在每一配置项后会有一个选择指南的部份，用来指导大家怎么样根据自己的情况来做相应的选择；还有在每一个大项和文档的最后会有一个经验谈，它是一些高手们在应对问题和处理特有硬件时的一些经验（这个还得靠各位）。文档最后会发到网上，到时会根据网友们的回复随时进行更新。

二、 配置内核：

1

1. Code maturity level options：代码成熟等级。

1.1. prompt for development and/or incomplete code/drivers.

如果要试验现在仍处于实验阶段的功能，比如khttpd、IPv6等，就必须把该

项选择为Y了；否则可以把它选择为N。在Linux的世界里，每天都有许多人为它发展支持的driver和加强它的核心。但是有些driver还没进入稳定的阶段。但其作

者很欢迎其他人去测试这些driver并提出一些bugs。这个问题是说，有一些drive

还在做测试中，问您是否要选择这些drive或支持的程序码。 如果键入Y，往后将会出现一些还在