内核学习FAQ大集锦

内核学习FAQ大集锦   

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1. 请推荐一些好的Linux内核参考书？
a.《Linux Device Drivers, Second 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》


2. 内核源代码问题
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。
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，与同版本的标准Linux内核可能有些差异。

2.2 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。

2.3 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2.2。
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。

2.4 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。

2.5 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。

2.6 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*)。


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 <linux/module.h>
d. 如果要用inline功能，需要在gcc编译选项中增加-O2

3.2 为什么insmod一个模块时显示版本不匹配？
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

3.3 为什么出现Unresolved Symbol？
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。

3.4 为什么出现no license错误？
在源文件加入下面一行：
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("<n>something"); /* 其中0<=n<=7 */
假设控制台的消息级别为m, 当n<m时消息打印到控制台,否则不打印。
这样一方面可以提高要打印消息本身的级别（数字越小级别越高），
另一方面可以改变控制台的消息级别(可从1到8),如改为8可用以下命令:
# echo "8" > /proc/sys/kernel/printk
b. 用dmesg命令看。
c. 当系统运行klogd和syslogd时，内核消息就会由klogd分发到syslogd，
syslogd会根据配置文件/etc/syslog.conf作相应处理，具体可以查看syslogd
和syslog.conf的man页。


4. 内核开发问题
4.1 怎么制作、使用patch文件？
patch文件是由diff命令生成的,使用patch文件用patch命令，具体可查看diff和
patch的man页和info。

4.2 在内核中可以使用系统调用吗？
a. 可以。内核源代码中就有使用系统调用的例子，如open()、execve()等。
b. 在内核中使用系统调用必须要在源文件中包括以下两行：
#define __KERNEL_SYSCALLS__
#include <linux/unistd.h>
c. 内核中使用系统调用的相关定义可查看文件include/asm/unistd.h。
如果要用的系统调用该文件中没有定义，可以按照其格式自行添加。

4.3 在内核中怎么打开并操作一个文件？
a. 直接用open()、read()等系统调用，见问题4.2。
b. 用filp_open()函数打开文件，得到struct file *的指针fp。
使用指针fp进行相应操作，如读文件可以用fp->f_ops->read。
最后用filp_close()函数关闭文件。
filp_open()、filp_close()函数在fs/open.c定义，在include/linux/fs.h中
声明。
c. 自己写包装函数，可参照文件fs/exec.c中的open_exec()和kernel_read()函数。
在http://www.linuxforum.net/forum/ ... t=&Board=linuxK
&Number=363455&page=&view=&sb=&o=&vc=1上有些代码可以参照。

4.4 在内核中读写文件时为什么会出现EFAULT错误？
a. 内核文件系统提供的read()和write()之类的函数，期望是对用户态程序服务的，
所以它会验证读写缓冲区不超过用户空间的上限即0xC000 0000。但现在内核中
要读写文件，缓冲区在内核中即地址会超过0xC000 0000。
b. 在读写文件前先得到当前fs：mm_segment_t old_fs=get_fs();
并设置当前fs为内核fs：set_fs(KERNEL_DS);
在读写文件后再恢复原先fs: set_fs(old_fs);
set_fs()、get_fs()等相关宏在文件include/asm/uaccess.h中定义。


5. 其它

5.1 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rqm -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。