(完整版)linux内核技术

一、教学目的

SMP、多核系统、高性能浮点处理器和新型总线等创新技术，带动操作系统不断发展。本课程使硕士生了解linux的基本原理和结构特征，提高应用现代操作系统的水平、能开发特定的内核功能、设备驱动程序和复杂应用软件的能力。

二、教学内容与要求

1掌握处理器在进程地址空间上的三种运行位置，了解内核编程不能使用C库函数和FPU，以及可能产生内存故障、核心栈溢出和四种内核竞争情形的原因。（2学时）2熟悉进程描述符的组织，进程上下文和进程状态转换，和fork，exec，wait，exit，clone，linux线程和内核线程的实现原理和应用。了解COW和避免出现孤儿进程技术。

（4小时）

3介绍支持SMP的O(1)调度，用户和内核抢占和进程上下文切换，了解优先级复算，睡眠和唤醒机制，SMP的负载均衡。（4小时）

4掌握在x86体系结构上系统调用的具体实现原理，接口参数传递，用户地址空间和核心地址空间之间的数据传输，和增加新的系统功能的方法。（2小时）5熟悉在x86体系结构上Linux中断和异常的处理原理，中断注册、共享、控制，和中断上下文的意义，中断和设备驱动程序的关系，以及设备驱动程序结构和用户接口。

（4小时）

6中断处理程序被分解为top half和bottom half的原因，介绍linux的softirq，tasklet，ksoftirqd和work queue，分析进程与top half，bottom half的竞争情形和同步。（4小时）7掌握内核同步原理和方法：原子操作，自旋锁，（读—写）信号量，完成变量，bkl，seqlock和延迟内核抢占。了解指令“路障”。（4小时）

8介绍系统时钟和硬件定时器，单处理器和多处理器上的linux计时体系结构，定时的时间插补原理，单处理器和多处理器上的时钟中断处理，动态定时器的数据结构和算法原理，定时器竞争情形，延迟函数。Time，gettimeofday，adjtimex，setitimer，alarm 的实现原理和应用。（4小时）

9熟悉进程地址空间的区和页，分配和释放物理页，物理地址与逻辑地址、虚地址之间的映射，slub分配原理和方法，高端物理内存的映射。（4小时）

10介绍VFS原理，超级块，inode结构和方法，dentry结构和方法，file结构和方法，以及进程打开文件表，linux中的文件系统。（2小时）

11讲解块设备缓冲，bio结构，I/O请求队列，和有最终期限的块I/O调度算法。（２小时）

12熟悉进程地址空间的分区，mm_struct结构，vm_area_struct结构和操作，，进程的页表文件映射接口mmap原理和方法。（2小时）

13熟悉页cache和radix_tree，缓冲区cache，和pdflush内核线程原理。（2小时）

三、教学方式

教学方式：课堂讲授

考试方式：堂上考试、考查都采用笔试。

四、考核方式与成绩评定

开卷考试。

期末成绩占100%。

五、教材及主要参考书目

1. Linux Kernel Development. Robert Love. Sams Publishing.

2. Understanding the Linux Kernel. Daniel P. Bover，Marco Cesati. O’Reilly.

3. Linux Device Drivers. Jonathan Corbet，Alessandro Rubini，Greg Kroah Hartman.

O’Reilly.

4. The Design of the UNIX Operating System（影印）. Maurice J. Bach，人民邮电出

版社。

5. The Design and Implementation of the Operating System（第二版）（影印）. Audreur

s. Tanenbaum 等，清华大学出版社。

（大纲撰写人：李毅）

Linux内核崩溃原因分析及错误跟踪技术

Linux内核崩溃原因分析及错误跟踪技术 随着嵌入式Linux系统的广泛应用，对系统的可靠性提出了更高的要求，尤其是涉及到生命财产等重要领域，要求系统达到安全完整性等级3级以上[1]，故障率（每小时出现危险故障的可能性）为10-7以下，相当于系统的平均故障间隔时间（MTBF）至少要达到1141年以上，因此提高系统可靠性已成为一项艰巨的任务。对某公司在工业领域14 878个控制器系统的应用调查表明，从2004年初到2007年9月底，随着硬软件的不断改进，根据错误报告统计的故障率已降低到2004年的五分之一以下，但查找错误的时间却增加到原来的3倍以上。 这种解决问题所需时间呈上升的趋势固然有软件问题，但缺乏必要的手段以辅助解决问题才是主要的原因。通过对故障的统计跟踪发现，难以解决的软件错误和从发现到解决耗时较长的软件错误都集中在操作系统的核心部分，这其中又有很大比例集中在驱动程序部分[2]。因此，错误跟踪技术被看成是提高系统安全完整性等级的一个重要措施[1]，大多数现代操作系统均为发展提供了操作系统内核“崩溃转储”机制，即在软件系统宕机时，将内存内容保存到磁盘[3]，或者通过网络发送到故障服务器[3]，或者直接启动内核调试器[4]等，以供事后分析改进。 基于Linux操作系统内核的崩溃转储机制近年来有以下几种： (1) LKCD（Linux Kernel Crash Dump）机制[3]; (2) KDUMP（Linux Kernel Dump）机制[4]； (3) KDB机制[5]； (4) KGDB机制[6]。 综合上述几种机制可以发现,这四种机制之间有以下三个共同点： (1) 适用于为运算资源丰富、存储空间充足的应用场合； (2) 发生系统崩溃后恢复时间无严格要求； (3) 主要针对较通用的硬件平台，如X86平台。 在嵌入式应用场合想要直接使用上列机制中的某一种，却遇到以下三个难点无法解决： (1) 存储空间不足 嵌入式系统一般采用Flash作为存储器，而Flash容量有限，且可能远远小于嵌入式系统中的内存容量。因此将全部内存内容保存到Flash不可行。

设备驱动加到Linux内核中

7.2.3 设备驱动加到Linux内核中 设备驱动程序编写完后将该驱动程序加到内核中。这需要修改Linux 的源代码，然后重新编译内核。 ①将设备驱动程序文件（比如mydriver.c)复制到/Linux/drivers/char目录下。该目录保存了Linux下字符设备的设备驱动程序。修改该目录下mem.c 文件，在int chr_dev_init()函数中增加如下代码： #ifdef CONFIG_MYDRIVER device_init(); #endif 其中CONFIG_MYDRIVER是在配置Linux内核时赋值。 ②在/linux/drivers/char目录下Makefile中增加如下代码： ifeq ($(CONFIG_MYDRIVER),y) L_OBJ + = mydriver.o endif 如果在配置Linux内核时选择了支持新定义的设备，则在编译内核时会编译mydriver.c生成mydriver.o文件。 ③修改/linux/drivers/char目录下config.in文件，在 comment Character devices 语句下面加上 bool suppot for mydriver CONFIG_MYDRIVER 这样，若编译内核，运行make config,make menuconfig或make xconfig,那么在配置字符设备时就会有选项： Support for mydriver 当选中这个设备时，设备驱动就加到了内核中了。 重新编译内核，在shell中将当前目录cd 到Linux目录下，然后执行以下代码： # make menuconfig # make dep # make 在配置选项时要注意选择支持用户添加的设备。这样得到的内核就包含用户的设备驱动程序。 Linux通过设备文件来提供应用程序和设备驱动的接口，应用程序通过标准的文件操作函数来打开、关闭、读取和控制设备。查看Linux文件系统下的/proc/devices,可以看到当前的设备信息。如果设备驱动程序已被成功加进，这里应该由该设备对应的项。/proc/interrupts纪录了当时中断情况，可以用来查看中断申请是否正常；对于DMA和I/O口的使用，在/proc下都有相应的文件进行记录；还可以在设备驱动程序中申请在/proc 文件系统下创建一个文件，该文件用来存放设备相关信息。这样通过查看该文件就可以了解设备的使用情况。总之，/proc文件系统为用户提供了查

Linux内核结构详解教程

Linux内核结构详解教程 ─────Linux内核教程 linux内核就像人的心脏，灵魂，指挥中心。 内核是一个操作系统的核心,它负责管理系统的进程，内存，设备驱动程序，文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。内核以独占的方式执行最底层任务，保证系统正常运行。协调多个并发进程，管理进程使用的内存，使它们相互之间不产生冲突,满足进程访问磁盘的请求等等. 严格说Linux并不能称做一个完整的操作系统.我们安装时通常所说的Linux,是有很多集合组成的.应称为GNU/Linux. 一个Linux内核很少1.2M左右,一张软盘就能放下. 内容基础，语言简短简洁 红联Linux论坛是致力于Linux技术讨论的站点，目前网站收录的文章及教程基本能满足不同水平的朋友学习。 红联Linux门户： https://www.wendangku.net/doc/229788399.html, 红联Linux论坛： https://www.wendangku.net/doc/229788399.html,/bbs 红联Linux 论坛大全，所有致力点都体现在这 https://www.wendangku.net/doc/229788399.html,/bbs/rf/linux/07.htm

目录 Linux内核结构详解 Linux内核主要五个子系统详解 各个子系统之间的依赖关系 系统数据结构 Linux的具体结构 Linux内核源代码 Linux 内核源代码的结构 从何处开始阅读源代码 海量Linux技术文章

Linux内核结构详解 发布时间:2006-11-16 19:05:29 Linux内核主要由五个子系统组成：进程调度，内存管理，虚拟文件系统，网络接口，进程间通信。

Linux内核主要五个子系统详解 发布时间:2006-11-16 19:05:54 1.进程调度（SCHED）:控制进程对CPU的访问。当需要选择下一个进程运行时，由调度程序选择最值得运行的进程。可运行进程实际上是仅等待CPU资源的进程，如果某个进程在等待其它资源，则该进程是不可运行进程。Linux使用了比较简单的基于优先级的进程调度算法选择新的进程。 2.内存管理（MM）允许多个进程安全的共享主内存区域。Linux的内存管理支持虚拟内存，即在计算机中运行的程序，其代码，数据，堆栈的总量可以超过实际内存的大小，操作系统只是把当前使用的程序块保留在内存中，其余的程序块则保留在磁盘中。必要时，操作系统负责在磁盘和内存间交换程序块。内存管理从逻辑上分为硬件无关部分和硬件有关部分。硬件无关部分提供了进程的映射和逻辑内存的对换；硬件相关的部分为内存管理硬件提供了虚拟接口。 3.虚拟文件系统（VirtualFileSystem,VFS）隐藏了各种硬件的具体细节，为所有的设备提供了统一的接口，VFS提供了多达数十种不同的文件系统。虚拟文件系统可以分为逻辑文件系统和设备驱动程序。逻辑文件系统指Linux所支持的文件系统，如ext2,fat等，设备驱动程序指为每一种硬件控制器所编写的设备驱动程序模块。 4.网络接口（NET）提供了对各种网络标准的存取和各种网络硬件的支持。网络接口可分为网络协议和网络驱动程序。网络协议部分负责实现每一种可能的网络传输协议。网络设备驱动程序负责与硬件设备通讯，每一种可能的硬件设备都有相应的设备驱动程序。 5.进程间通讯(IPC) 支持进程间各种通信机制。 处于中心位置的进程调度，所有其它的子系统都依赖它，因为每个子系统都需要挂起或恢复进程。一般情况下，当一个进程等待硬件操作完成时，它被挂起；当操作真正完成时，进程被恢复执行。例如，当一个进程通过网络发送一条消息时，网络接口需要挂起发送进程，直到硬件成功地完成消息的发送，当消息被成功的发送出去以后，网络接口给进程返回一个代码，表示操作的成功或失败。其他子系统以相似的理由依赖于进程调度。

如何安装Linux内核源代码

如何获取Linux内核源代码 下载Linux内核当然要去官方网站了，网站提供了两种文件下载，一种是完整的Linux 内核，另一种是内核增量补丁，它们都是tar归档压缩包。除非你有特别的原因需要使用旧版本的Linux内核，否则你应该总是升级到最新版本。 使用Git 由Linus领头的内核开发队伍从几年前就开始使用Git版本控制系统管理Linux内核了（参考阅读：什么是Git？），而Git项目本身也是由Linus创建的，它和传统的CVS不一样，Git是分布式的，因此它的用法和工作流程很多开发人员可能会感到很陌生，但我强烈建议使用Git下载和管理Linux内核源代码。 你可以使用下面的Git命令获取Linus内核代码树的最新“推送”版本： $ git clone git://https://www.wendangku.net/doc/229788399.html,/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git 然后使用下面的命令将你的代码树与Linus的代码树最新状态同步： $ git pull 安装内核源代码 内核包有GNU zip（gzip）和bzip2格式。Bzip2是默认和首选格式，因为它的压缩比通常比gzip更好，bzip2格式的Linux内核包一般采用linux-x.y.z.tar.bz2形式的文件名，这里的x.y.z是内核源代码的具体版本号，下载到源代码包后，解压和抽取就很简单了，如果你下载的是bzip2包，运行： $ tar xvjf linux-x.y.z.tar.bz2 如果你下载的是gzip包，则运行： $ tar xvzf linux-x.y.z.tar.gz 无论执行上面哪一个命令，最后都会将源代码解压和抽取到linux-x.y.z目录下，如果你使用Git下载和管理内核源代码，你不需要下载tar包，只需要运行git clone命令，它就会自动下载和解压。 内核源代码通常都会安装到/usr/src/linux下，但在开发的时候最好不要使用这个源代码树，因为针对你的C库编译的内核版本通常也链接到这里的。 应用补丁

关于Linux 内核中五个主要子系统的介绍

关于Linux 内核中五个主要子系统的介绍 发布时间：2008.01.02 06:23来源：赛迪网作者：sixth 1.进程调度（SCHED）:控制进程对CPU的访问。当需要选择下一个进程运行时，由调度程序选择最值得运行的进程。可运行进程实际上是仅等待CPU资源的进程，如果某个进程在等待其它资源，则该进程是不可运行进程。Linux使用了比较简单的基于优先级的进程调度算法选择新的进程。 2.内存管理（MM）允许多个进程安全的共享主内存区域。Linux的内存管理支持虚拟内存，即在计算机中运行的程序，其代码，数据，堆栈的总量可以超过实际内存的大小，操作系统只是把当前使用的程序块保留在内存中，其余的程序块则保留在磁盘中。必要时，操作系统负责在磁盘和内存间交换程序块。内存管理从逻辑上分为硬件无关部分和硬件有关部分。硬件无关部分提供了进程的映射和逻辑内存的对换；硬件相关的部分为内存管理硬件提供了虚拟接口。 3.虚拟文件系统（VirtualFileSystem,VFS）隐藏了各种硬件的具体细节，为所有的设备提供了统一的接口，VFS提供了多达数十种不同的文件系统。虚拟文件系统可以分为逻辑文件系统和设备驱动程序。逻辑文件系统指Linux所支持的文件系统，如ext2,fat等，设备驱动程序指为每一种硬件控制器所编写的设备驱动程序模块。 4.网络接口（NET）提供了对各种网络标准的存取和各种网络硬件的支持。网络接口可分为网络协议和网络驱动程序。网络协议部分负责实现每一种可能的网络传输协议。网络设备驱动程序负责与硬件设备通讯，每一种可能的硬件设备都有相应的设备驱动程序。 5.进程间通讯(IPC) 支持进程间各种通信机制。处于中心位置的进程调度，所有其它的子系统都依赖它，因为每个子系统都需要挂起或恢复进程。一般情况下，当一个进程等待硬件操作完成时，它被挂起；当操作真正完成时，进程被恢复执行。例如，当一个进程通过网络发送一条消息时，网络接口需要挂起发送进程，直到硬件成功地完成消息的发送，当消息被成功的发送出去以后，网络接口给进程返回一个代码，表示操作的成功或失败。其他子系统以相似的理由依赖于进程调度。

Linux内核—文件系统模块的设计和开发

Linux内核—文件系统模块的设计和开发 郑小辉 摘要：目前，Linux技术已经成为IT技术发展的热点，投身于Linux技术研究的社区、研究机构和软件企业越来越多，支持Linux的软件、硬件制造商和解决方案提供商也迅速增加，Linux在信息化建设中的应用范围也越来越广，Linux产业链已初步形成，并正在得到持续的完善。随着整个Linux产业的发展，Linux技术也处在快速的发展过程中，形成了若干技术热点。 本文介绍了Linux的发展和特点，以及与其他文件系统的区别。文中主要是对Linux2.4.0内核文件系统源代码的分析，并参考其文件格式设计一个简洁的文件系统。源代码的分析主要介绍了VFS文件系统的结构，Linux自己的Ext2文件系统结构，以及文件系统中的主要函数操作。 在设计的简洁文件系统中，通过调用一些系统函数实现了用户的登录、浏览目录、创建目录、更改目录、创建文件以及退出系统功能。 关键字：Linux 源代码分析文件系统Ext2 Linux内核

Linux kernel -Design and development for the File System Module Zheng xiaohui Abstract: Currently, Linux IT technology has become a hot development technology. Participating in Linux technology research communities, research institutes and software enterprises are in support of Linux more and more, software and hardware manufacturers and solution providers have increased rapidly, In the development of the information industry the Linux application is also increasing, Linux industry chain has taken shape, and is sustained improvemently. With the entire industry in the development of Linux, and Linux is also at the rapid development process, formed a number of technical points. This paper presents the development of Linux and features, and with other file system differences. The main text of the document is Linux2.4.0 system kernel source code analysis, and I reference its file format to design a simple file system. The analysis of the source code mainly on the VFS file system structure, Linux Ext2 its own file system structures, file systems and the main function operation. In the design of the file simple system, some system function is used to achieve function such as: the user's login, browse catalogs, create directories, Change directory, create documents and withdraw from the system function and etc. Key words: Linux, the source code, file system, Ext2, Linux kernel

pc104 linux定制

基于PC/104平台嵌入式Linux系统核心定制方法 2007-10-26 嵌入式在线收藏| 打印 基于PC/104平台的嵌入式Linux技术在海洋自动观测系统中具有广泛的应用前景，Linux核心定制方法的研究是嵌入式Linux系统研制的关键工作。本文结合PC/104平台嵌入式Linux系统的研制，详细论述了Linux内核和文件系统的定制方法。 本文就如何对Linux系统的核心实现定制进行论述，主要内容包括Linux内核部分和文件系统，系统定制的硬件平台是PC/104单片机。之所以将Linux内核定制、文件系统定制单独讨论，是因为在基于任何平台的Linux系统定制过程中，其内核和文件系统的定制工作都具有相似的特征和相似的过程。 在基于PC/104平台的嵌入式Linux研制过程中，进行核心定制的主要目的是从需求出发使系统最大程度地满足应用的需要、最大程度地适应系统硬件平台、最优化地支持系统外围设备和应用程序，并且尽量减少对系统资源的占用、减少系统功耗，增强系统的安全性、稳定性、可靠性，另外使系统真正地实现产权自主化。 内核定制 一般操作系统的内核从体系结构角度可以划分为两种:微内核体系结构、单内核体系结构。微内核体系结构只在内核中包括了一些基本的内核功能，其它部分在用户内存空间运行，这种结构需要在各层之间进行调用，因此会有一定的消耗，使执行效率不如单内核体系结构。Linux采用单内核体系结构，内核的所有部分都集中在一起，这样能使系统的各部分直接沟通，有效地缩短任务之间的切换时间，提高了系统的响应速度，实时性好并提高了CPU的利用率，但在系统比较大的时候体积也比较大，与嵌入式系统容量小、资源有限的特点不符合，因此需要进行非常精细的定制以适应嵌入式系统的需要。 内核版本 Linux的源程序是完全公开的，任何人只要遵循GPL，就可以对内核加以修改并发布给他人使用。Linux的开发采用的是双树系统。一个树是稳定树(stable tree)，另一个树是非稳定树(unstable tree)或称开发树(development tree)。一些新特性、实验性改进等都将首先在开发树中进行，如果在开发树中所做的改进也可以应用于稳定树，那么在开发树中经过测试以后，在稳定树中将进行相同的改进。 一旦开发树经过了足够的发展，开发树就会成为新的稳定树。开发树就体现在源程序的版本号中;源程序版本号的形式为x.y.z，对于稳定树来说，y是偶数;对于开发树来说，y 比相应的稳定树大一(是奇数)。到目前为止，稳定树的最高版本是2.4.21，开发树的最新版

Linux内核移植开发手册

江苏中科龙梦科技有限公司 Linux内核移植开发手册 修 订 记 录 项 次 修订日期 版 本修订內容修订者审 核 1 2009‐02‐04 0.1 初版发行陶宏亮， 胡洪兵 2 2009‐11‐20 0.2 删除一些 多余文字 陶宏亮， 胡洪兵

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linux内核启动 Android系统启动过程详解

linux内核启动+Android系统启动过程详解 第一部分：汇编部分 Linux启动之 linux-rk3288-tchip/kernel/arch/arm/boot/compressed/ head.S分析这段代码是linux boot后执行的第一个程序，完成的主要工作是解压内核，然后跳转到相关执行地址。这部分代码在做驱动开发时不需要改动，但分析其执行流程对是理解android的第一步 开头有一段宏定义这是gnu arm汇编的宏定义。关于GUN 的汇编和其他编译器，在指令语法上有很大差别，具体可查询相关GUN汇编语法了解 另外此段代码必须不能包括重定位部分。因为这时一开始必须要立即运行的。所谓重定位，比如当编译时某个文件用到外部符号是用动态链接库的方式，那么该文件生成的目标文件将包含重定位信息，在加载时需要重定位该符号，否则执行时将因找不到地址而出错 #ifdef DEBUG//开始是调试用，主要是一些打印输出函数，不用关心 #if defined(CONFIG_DEBUG_ICEDCC)

……具体代码略 #endif 宏定义结束之后定义了一个段， .section ".start", #alloc, #execinstr 这个段的段名是 .start，#alloc表示Section contains allocated data, #execinstr表示Section contains executable instructions. 生成最终映像时，这段代码会放在最开头 .align start: .type start,#function /*.type指定start这个符号是函数类型*/ .rept 8 mov r0, r0 //将此命令重复8次，相当于nop，这里是为中断向量保存空间 .endr b 1f .word 0x016f2818 @ Magic numbers to help the loader

(完整版)linux内核技术

一、教学目的 SMP、多核系统、高性能浮点处理器和新型总线等创新技术，带动操作系统不断发展。本课程使硕士生了解linux的基本原理和结构特征，提高应用现代操作系统的水平、能开发特定的内核功能、设备驱动程序和复杂应用软件的能力。 二、教学内容与要求 1掌握处理器在进程地址空间上的三种运行位置，了解内核编程不能使用C库函数和FPU，以及可能产生内存故障、核心栈溢出和四种内核竞争情形的原因。（2学时）2熟悉进程描述符的组织，进程上下文和进程状态转换，和fork，exec，wait，exit，clone，linux线程和内核线程的实现原理和应用。了解COW和避免出现孤儿进程技术。 （4小时） 3介绍支持SMP的O(1)调度，用户和内核抢占和进程上下文切换，了解优先级复算，睡眠和唤醒机制，SMP的负载均衡。（4小时） 4掌握在x86体系结构上系统调用的具体实现原理，接口参数传递，用户地址空间和核心地址空间之间的数据传输，和增加新的系统功能的方法。（2小时）5熟悉在x86体系结构上Linux中断和异常的处理原理，中断注册、共享、控制，和中断上下文的意义，中断和设备驱动程序的关系，以及设备驱动程序结构和用户接口。 （4小时） 6中断处理程序被分解为top half和bottom half的原因，介绍linux的softirq，tasklet，ksoftirqd和work queue，分析进程与top half，bottom half的竞争情形和同步。（4小时）7掌握内核同步原理和方法：原子操作，自旋锁，（读—写）信号量，完成变量，bkl，seqlock和延迟内核抢占。了解指令“路障”。（4小时） 8介绍系统时钟和硬件定时器，单处理器和多处理器上的linux计时体系结构，定时的时间插补原理，单处理器和多处理器上的时钟中断处理，动态定时器的数据结构和算法原理，定时器竞争情形，延迟函数。Time，gettimeofday，adjtimex，setitimer，alarm 的实现原理和应用。（4小时） 9熟悉进程地址空间的区和页，分配和释放物理页，物理地址与逻辑地址、虚地址之间的映射，slub分配原理和方法，高端物理内存的映射。（4小时） 10介绍VFS原理，超级块，inode结构和方法，dentry结构和方法，file结构和方法，以及进程打开文件表，linux中的文件系统。（2小时） 11讲解块设备缓冲，bio结构，I/O请求队列，和有最终期限的块I/O调度算法。（２小时） 12熟悉进程地址空间的分区，mm_struct结构，vm_area_struct结构和操作，，进程的页表文件映射接口mmap原理和方法。（2小时） 13熟悉页cache和radix_tree，缓冲区cache，和pdflush内核线程原理。（2小时） 三、教学方式 教学方式：课堂讲授 考试方式：堂上考试、考查都采用笔试。

嵌入式Linux之Kernel(裁减移植)启动调试、打印技术 printascii(补充)、内核调试

嵌入式系统搭建过程中，对于系统平台搭建工程师在完成Bootloader 的调试之后就进入Kernel 裁减移植的阶段，其中最重要的一步是Kernel 启动的调试，在调试Kernel 过程中通常遇到最常见的问题是启动异常: Uncompressing Linux............................................................ ........................... done, booting the kernel.( 挂死在此处) 注意：这里是arch/arm/boot/compressed/head.S的解压过程，调用了decompress_kernel()(同目录下的misc.c)->include/asm-arm/arch-xxx/uncompress.h的putc()实现。这是在uboot中初始化的，用的是物理地址，因为此时内核还没有起来。 而printascii则是调用了汇编。printascii()位于arch/arm/kernel/debug.S，他需要调用虚拟地址，此虚拟地址通过machine_start提供，而相关的宏在include/asm/arch-xxx/debug-macro.S实现，这下明白了。 10-05-14添加：debug.s里面需要判断一下当前是否打开了mmu，然后指定uart的基址。在解压阶段的head.s，mmu是1:1映射，目的是加快速度。到了内核的head.s，就是真正的mmu了，此时就是虚拟地址了。 导致驱动异常（启动挂死）的原因有很多，如基于EVM 板的硬件做了修改（如更改了FLASH 空间大小、地址和型号，更改了SDRAM 、DDR SDRAM 空间大小、地址和型号，更改了晶振频率等），板卡ID号不支持等。那么如何进行调试那，其实有两种调试技术比较有效。 Kernel 启动调试技术- 使用printascii() 函数跟踪start_kernel() 有没运行，在booting the kernel 之后Kernel 最先执行的是start_kernel() 函数，确认start_kernel() 有否执行就是在其开始代码段添加printascii("start_kernel …") ，如果串口没有打印出start_kernel …，说明start_kernel() 没有运行，那么可能的原因有Bootloader 配置的启动参数错误、 Kernel 加载到(DDR) SDRAM 的地址不正确， Kernel 编译时指定的(DDR) SDRAM 运行地址不正确等。这样就需要一项一项排查错误，当错误被排查完毕，通常打印出start_kernel …是种必然，如果打印出这仪信息说明 Kernel已进入到start_kernel() 执行，如果此时有串口启动打印就比较成功了，如果仍然没有打印启动信息，就需要另外一种调试技术。 附代码修改：init/main.c <<- … extern void printascii(const char*); // Modify asmlinkage void __init start_kernel(void)

Linux内核与跟文件系统的关系

Linux内核与根文件系统的关系 开篇题外话：对于Linux初学者来说，这是一个很纠结的问题，但这也是一个很关键的问题！一语破天机：“尽管内核是Linux 的核心，但文件却是用户与操作系统交互所采用的主要工具。这对Linux 来说尤其如此，这是因为在UNIX 传统中，它使用文件I/O 机制管理硬件 设备和数据文件。” 一.什么是文件系统 文件系统指文件存在的物理空间，linux系统中每个分区都是一个文件系统，都有自己的目 录层次结构。 Linux文件系统中的文件是数据的集合，文件系统不仅包含着文件中的数据而且还有文件系统的结构，所有Linux 用户和程序看到的文件、目录、软连接及文件保护信息等都存储在其 中。这种机制有利于用户和操作系统的交互。 每个实际文件系统从操作系统和系统服务中分离出来，它们之间通过一个接口层：虚拟文件系统或VFS来通讯。VFS使得Linux可以支持多个不同的文件系统，每个表示一个VFS 的通用接口。由于软件将Linux 文件系统的所有细节进行了转换,所以Linux核心的其它部分及系统中运行的程序将看到统一的文件系统。Linux 的虚拟文件系统允许用户同时能透明地安装 许多不同的文件系统。 在Linux文件系统中，EXT2文件系统、虚拟文件系统、/proc文件系统是三个具有代表性的 文件系统。 二.什么是根文件系统 根文件系统首先是一种文件系统，该文件系统不仅具有普通文件系统的存储数据文件的功能，但是相对于普通的文件系统，它的特殊之处在于，它是内核启动时所挂载（mount）的第一个文件系统，内核代码的映像文件保存在根文件系统中，系统引导启动程序会在根文件系统挂载之后从中把一些初始化脚本（如rcS,inittab）和服务加载到内存中去运行。我们要明白文件系统和内核是完全独立的两个部分。在嵌入式中移植的内核下载到开发板上，是没有办法真正的启动Linux操作系统的，会出现无法加载文件系统的错误。 那么根文件系统在系统启动中到底是什么时候挂载的呢？先将/dev/ram0挂载，而后执行/linuxrc.等其执行完后。切换根目录，再挂载具体的根文件系统.根文件系统执行完之后，也就是到了Start_kernel()函数的最后，执行init的进程，也就第一个用户进程。对系统进行各 种初始化的操作。 根文件系统之所以在前面加一个”根“，说明它是加载其它文件系统的”根“，既然是根的话，那么如果没有这个根，其它的文件系统也就没有办法进行加载的。它包含系统引导和使其他文件系统得以挂载（mount）所必要的文件。根文件系统包括Linux启动时所必须的目录和关键性的文件，例如Linux启动时都需要有init目录下的相关文件，在Linux挂载分区时Linux 一定会找/etc/fstab这个挂载文件等，根文件系统中还包括了许多的应用程序bin目录等，任何包括这些Linux 系统启动所必须的文件都可以成为根文件系统。Linux启动时，第一个必须挂载的是根文件系统；若系统不能从指定设备上挂载根文件系统，则系统会出错而退出启动。成功之后可以自动或手动挂载其他的文件系统。因此，一个系统中可以同时存在不同的文件系统。在Linux 中将一个文件系统与一个存储设备关联起来的过程称为挂载（mount）。使用mount 命令将一个文件系统附着到当前文件系统层次结构中（根）。在执行挂装时，要提供文件系统类型、文件系统和一个挂装点。根文件系统被挂载到根目录下“/”上后，在根目录下就有根文件系统的各个目录，文件：/bin /sbin /mnt等，再将其他分区挂接到/mnt 目录上，/mnt目录下就有这个分区的各个目录，文件。

Linux kernel内核升级全过程,教你一次成功

序言 由于开发环境需要在linux-2.6内核上进行，于是准备对我的虚拟机上的Linux系统升级。没想到这一弄就花了两天时间( 反复装系统，辛苦啊~~)，总算把Linux系统从2.4.20-8内核成功升级到了2.6.18内核。 网上虽然有很多介绍Linux内核升级的文章，不过要么过时，下载链接失效；要么表达不清，不知所云；更可气的是很多 文章在转载过程中命令行都有错误。刚开始我就是在这些“攻略”的指点下来升级的，以致于浪费了很多时间。 现在，费尽周折，升级成功，心情很爽，趁性也来写个“升级攻略”吧！于是特意又在虚拟机上重新安装一个Linux系统 ，再来一次完美的升级，边升级边记录这些步骤，写成一篇Linux内核升级记实录(可不是回忆录啊！)，和大家一起分享 ~~！ 一、准备工作 首先说明，下面带#号的行都是要输入的命令行，且本文提到的所有命令行都在终端里输入。 启动Linux系统，并用根用户登录，进入终端模式下。 1、查看Linux内核版本 # uname -a 如果屏幕显示的是2.6.x，说明你的已经是2.6的内核，也用不着看下文了，该干什么干什么去吧！~~~如果显示的是 2.4.x，那恭喜你，闯关通过，赶快进行下一步。 2、下载2.6内核源码 下载地址：https://www.wendangku.net/doc/229788399.html,/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.18.tar.bz2 3、下载内核升级工具 (1)下载module-init-tools-3.2.tar.bz2 https://www.wendangku.net/doc/229788399.html,/pub/linux/utils/kernel/module-init-tools/module-init-tools-3.2.tar.bz2 (2)下载mkinitrd-4.1.18-2.i386.rpm https://www.wendangku.net/doc/229788399.html,/fedora/linux/3/i386/RPMS.core/mkinitrd-4.1.18-2.i386.rpm (3)下载lvm2-2.00.25-1.01.i386.rpm https://www.wendangku.net/doc/229788399.html,/fedora/linux/3/i386/RPMS.core/lvm2-2.00.25-1.01.i386.rpm (4)下载device-mapper-1.00.19-2.i386.rpm https://www.wendangku.net/doc/229788399.html,/fedora/linux/3/i386/RPMS.core/device-mapper-1.00.19-2.i386.rpm (2.6.18内核和这4个升级工具我都有备份，如果以上下载地址失效，请到https://www.wendangku.net/doc/229788399.html,/guestbook留下你的邮箱，我给你发过去)

使用QEMU+GDB调试Linux内核

使用QEMU调试Linux内核 一．使用QEMU安装Ubuntu10.04 1.安装qemu ubuntu下使用sudo apt-get install 安装的qemu版本是0.12.3，该版本中存在bug，使得无法在断点处停下；因此需要在qemu官方网站https://www.wendangku.net/doc/229788399.html,/Download上下载最新的版本qemu-0.12.5.tar.gz的源代码包自己进行编译安装： ●Sudo apt-get install zlib1g-dev libsdl-dev ●解压源代码后，进入源代码所在目录执行./confingure ●执行make ●执行sudo make install 2.创建QEMU格式的硬盘 qemu-img create –f qcow2name.img size 例如:qemu-img create –f qcow2 ubuntu10.04.img 4GB 3.在创建的硬盘上安装操作系统 qemu–hdaname.img–cdrom ~/Download/ubuntu10.04.iso –boot d 说明：使用hda指定硬盘镜像，使用CDROM选定光驱。-boot d 指从cdrom启动，-boot a是软盘，-boot c 是硬盘；使用qemu或qemu-system-x86_64(64为机子)，有时安装系统会很慢，这是可以考虑使用kvm来代替。 例如：kvm–hda ubuntu10.04.img –cdrom ./ubuntu-10.04.iso -boot

d 4.从已经装好操作系统的硬盘启动 qemu–hda ubuntu10.04.img 5.在64位的主机上要使用qemu-system-x86_64命令来代替qemu 二．自己编译内核 现将Linux的编译调节过程简述为： 1. 下载自己要调试的Linux内核的源代码，这个可以从Linux内 核的官方网站上得到：https://www.wendangku.net/doc/229788399.html, 2. 编译内核最主要的便是配置文件.config，为了能够准确的得到 结果（第一次不要求编译时间），将本机的config文件直接拷 贝到解压后的源代码中。 3.然后进行make操作，结束后将产生的bzImage文件拷到boot 目录下，重启，选择自己编译的内核，这样一般不会出问题，但时间较慢，大约编译一次需要40分钟。 3.1以前编译内核是为调试内核服务的，现在做华为的项目， 发现需要在实际的机器上运行自己编译的内核，参考网站： https://www.wendangku.net/doc/229788399.html,/tips/compiling-linux-kernel-26.html 4.为了降低编译时间，就需要对配置文件进行裁剪，在配置文件 中有好多是本机不需要的模块，参考： https://www.wendangku.net/doc/229788399.html,/Linux/kernel_options.html。另外调试内 核与模块无关，所以辨识为M的直接可以不选。 5.剪裁的时候采用“逐步瘦身”法，先剪裁掉某个或某几个模块， 然后在进行编译，若没错，在进行模块裁剪，这样可以最大程

在vmware虚拟机上调试内核

安装系统（在创建一个新的虚拟机时一定要用IDE硬盘） 1、在vmware上安装一个linux虚拟机（我用的软件版本：vmware 5.5, fedora 6） 从Internet下载源代码 1、linux-2.6.16 2、kgdb-2.6.16 编译内核 1、将kgdb-2.6.16补丁打到Linux内核源码里。 2、编译内核（make menuconfig, make, make modules_install, make install） 在内核配置菜单的Kernel hacking选项中选择kgdb调试项，例如： [*] KGDB: kernel debugging with remote gdb [*] KGDB: Console messages through gdb Method for KGDB communication (KGDB: On generic serial port (8250)) ---> < > KGDB: On ethernet [*] Simple selection of KGDB serial port (115200) Debug serial port baud rate (0) Serial port number for KGDB 3、修改grub.conf 例如： title Fedora Core (2.6.16) root (hd0,0) kernel /vmlinuz-2.6.16 ro root=/dev/VolGroup00/LogVol00 initrd /initrd-2.6.16_debug.img 改为： title Fedora Core (2.6.16) root (hd0,0) kernel /vmlinuz-2.6.16 ro root=/dev/VolGroup00/LogVol00 kgdb8250=0,115200 initrd /initrd-2.6.16_debug.img 4、请检验新编译的内核是否可用。如果不能启动，可能是编译选项没有选好（一直困扰我的问题。实在不行就多选点）。如果没有问题，关闭这个linux虚拟机，进入下一步。

linux内核是什么意思

千锋教育https://www.wendangku.net/doc/229788399.html, 精品课程 全程面授 千锋教育-中国IT 职业教育领先品牌 linux 培训学院哪家好 Linux 是常常用来形容整个基于Linux 内核，并且使用工程各种工具和数据库的操作系统。 很受欢迎，使用非常广泛。到了云时代，Linux 炙手可热，掌握。 知识和技能，能找到非常有前景的工作。 既然要学习，最重要的是找到一家好的培训机构。师资，费用，教学质量，这些都要考虑。 2017年5月26日上午，“千锋Linux 云计算运维及开发课程2017版”新品发布会在千锋互联科技有限公司总部北京隆重举行 届时，千锋教育总部的各位领导、千锋教育分校区的校长及网络咨询部、网络运营部代表等各界人士一起出席了“千锋Linux 云计算运维及开发课程2017版”新品发布会。 千锋Linux 云计算课程总监(中国第29位红帽认证架构师，以下简称：杨老师)向各位出席此次发布会的代表详细介绍了“千锋Linux 云计算运维及开发课程2017版”的课程设置体系内容及本年度首期开班招生计划要求。 职业教育领先品牌 千锋教育 linux 培训学院哪家好 ？千锋Linux 云计算培训课程，全方位培养运维工程师 Linux 与微软的“战争”持续已久，谁也不能抢占各自的用户。不过，全球200万名Linux 工程师终于等到了这一天，是时候对微软说“不”了，因为“云计算”时代即将来临，以及廉价的、超小型笔记本电脑正在快速普及。Linux 工程师等待已久了的“云计算”时代。 日前，百资信息科技公司创办人及执行人林政道和香港Linux 商会会长简锦源在广州信息产业周上指出，由于手机、超小型笔记本等移动互联网终端的出现，这种移动终端设备采用Linux 平台作为操作系统已经成为IT 业界的一种发展趋势。因为中国是全球的PC 制造基地和最大的消费市场，其已成为全球推动Linux 发展的最重要的力量之一。 在云计算的初级阶段，我们一定要把握先机，好好学习云计算的相关知识。为此，千锋推出Linux 云计算培训。千锋Linux 云计算培训课程实行免费试学两周，不花一分钱，满意后再报名的政策，全心全意为学员提供服务。讲师方面，千锋Linux 讲师均是拥有多年经验的老师，并特聘一线名企作为技术顾问;课程体系方面，千锋Linux 课程体系是最贴合企业需求的面授课程，并有名企技术顾问定期进行调整;学员福利方面，千锋Linux 为首期报名学员减免1000元学费，并赠送5个月阿里云ECS 云主机。2017年7月17日，千锋Linux 云计算培训等你来战