linux内核调试方法

介绍本人在Windows环境下调试Linux内核0.11的经验。

1.编译工具
使用cygwin下的gcc,ld,rm,objcopy等工具
as86和ld86从网上下载后在cygwin下用gcc编译(用TC也可以），生成4个执行文件后放到cygwin/bin目录下

2.内核目录调整
由于cygwin本身就是windows下的linux内核，因此cygwin提供了0.11内核下的所有头文件，而编译内核就可能导致gcc引用cygwin的头文件，从而出现问题。
为了避免错误引用，我把include下的所有头文件移动到include/include下，利用替换把所有*.c、*.h、*.s下#include <*.h>改成#include <include/*.h>.另外所有目录下的makefile文件中include/*.h均改成include/include/*.h.

3.文件修改
\0.11\kernel\chr_drv下的makefile在执行make clean时会删除keyboard.s，要修改。
另外插入汇编中出现AREG/BREF/CREG冲突错误，需要修改。
如：
#define _set_limit(addr,limit) \

Linux内核裁剪的具体过程和方法

这是我前段时间自己整的一份，内核功能：

能够完成系统的基本功能，上网，收发邮件等，支持xwindows图形界面。

在menuconfig中配置：

详细介绍内核配置选项及删改情况

第一部分：全部删除

Code maturity level options ---> 代码成熟等级选项

[]Prompt for development and/or incomplete code/drivers 默认情况下是选择的，这将会在设置界面中显示还在开发或者还没有完成的代码与驱动.不选。

第二部分 ：除以下选项，其它全部删除

General setup—〉

System V IPC (IPC:Inter Process Communication)是组系统调用及函数库，它能让程序彼此间同步进行交换信息。某些程序以及DOS模拟环境都需要它。为进程提供通信机制，这将使系统中各进程间有交换信息与保持同步的能力。有些程序只有在选Y的情况下才能运行，所以不用考虑，这里一定要选。

第三部分：除以下选项，其它全部删除

Loadable module support ---> 可引导模块支持 建议作为模块加入内核

[] Enable loadable

Linux内核裁剪的具体过程和方法

这是我前段时间自己整的一份，内核功能：

能够完成系统的基本功能，上网，收发邮件等，支持xwindows图形界面。

在menuconfig中配置：

详细介绍内核配置选项及删改情况

第一部分：全部删除

Code maturity level options ---> 代码成熟等级选项

[]Prompt for development and/or incomplete code/drivers 默认情况下是选择的，这将会在设置界面中显示还在开发或者还没有完成的代码与驱动.不选。

第二部分 ：除以下选项，其它全部删除

General setup—〉

System V IPC (IPC:Inter Process Communication)是组系统调用及函数库，它能让程序彼此间同步进行交换信息。某些程序以及DOS模拟环境都需要它。为进程提供通信机制，这将使系统中各进程间有交换信息与保持同步的能力。有些程序只有在选Y的情况下才能运行，所以不用考虑，这里一定要选。

第三部分：除以下选项，其它全部删除

Loadable module support ---> 可引导模块支持 建议作为模块加入内核

[] Enable loadable

Linux内核版本与patch的使用方法

一、linux内核的分类与版本

linux内核起码有标准内核(来源http://www.kernel.org/ )及针对各种处理器或平台的linux内核。在做嵌入式开发时需要明确：什么平台/处理器？什么版本的linux内核？这关联到需要什么内核补丁，作怎样的交叉编译，需要什么交叉编译环境。

1、什么是标准内核？

按照资料上的习惯说法，标准内核(或称基础内核)就是指主要在http://www.kernel.org/维护和获取的内核，实际上它也有平台属性的！这些linux内核并不总是适用于所有linux支持的体系结构。这些内核版本很多时候并不是为一些流行的嵌入式linux系统开发的，也很少运行于这些嵌入式linux系统上，这个站点上的内核首先确保的是在Intel X86体系结构上可以正常运行，它是基于X86处理器的内核，如：

对 linux-2.4.18.tar.bz2的配置make menuconfig时就可以看到，Processor type and features --->中只有386、486、586/K5/5x86/6x86/6x86MX、Pentium-Classic、Pentium-MM

Linux内核版本与patch的使用方法

一、linux内核的分类与版本

linux内核起码有标准内核(来源http://www.kernel.org/ )及针对各种处理器或平台的linux内核。在做嵌入式开发时需要明确：什么平台/处理器？什么版本的linux内核？这关联到需要什么内核补丁，作怎样的交叉编译，需要什么交叉编译环境。

1、什么是标准内核？

按照资料上的习惯说法，标准内核(或称基础内核)就是指主要在http://www.kernel.org/维护和获取的内核，实际上它也有平台属性的！这些linux内核并不总是适用于所有linux支持的体系结构。这些内核版本很多时候并不是为一些流行的嵌入式linux系统开发的，也很少运行于这些嵌入式linux系统上，这个站点上的内核首先确保的是在Intel X86体系结构上可以正常运行，它是基于X86处理器的内核，如：

对 linux-2.4.18.tar.bz2的配置make menuconfig时就可以看到，Processor type and features --->中只有386、486、586/K5/5x86/6x86/6x86MX、Pentium-Classic、Pentium-MM

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内核调试技术——进程上下文R

状态死锁监测

一、lockup detector机制分析

lockup detector机制在内核代码的kernel/watchdog.c中实现，本文以Linux 4.1.15版本源码为例进行分析。首先了解其背后的设计原理：利用进程上下文、中断、nmi中断的不同优先级实现死锁监测。它们3者的优先级关系为“进程上下文 < 中断 < nmi中断”，其中进程上下文优先级最低，可通过中断来进行监测进程的运行状态，nmi中断的优先级最高，它是一种不可屏蔽的中断，在中断上下文中发生死锁时，nmi中断处理也可正常进入，因此可用来监测中断中的死锁。不过可惜的是目前绝大多数的arm32芯片都不支持nmi中断，也包括我手中树莓派的bcm2835芯片。从程序的命名中就可以看出，该程序其实实现了一种软看门狗的功能，下面给出整体的软件流程框图：

该程序为每个cpu创建了一个进程和一个高精度定时器，其中进程用来喂狗，定时器用来唤醒喂狗进程和检测是否存在死锁进程，在检测到死锁进程后就触发报警，接下来详细分析源代码：

[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片 void __init lockup_detector_init(void) {

set_sample_period();

if (watchdog_enabled)

watchdog_enable_all_cpus(); }

首先入口函数lockup_detector_init()，该函数会在内核启动流程中按如下路径调用：start_kernel() --> rest_init()

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