从内核出发

内核源码树

内核源码树根目录描述

在源码根目录还有很多文件值得提及。COPYING文件是内核许可证（GNU GPL v2）。CREDITS是开发了很多内核代码的开发者列表。MAINTAINERS是维护者列表，负责维护内核子系统和驱动程序。Makefile是基本内核的Makefile。

编译内核

配置内核

在编译前可以把自己的需要的特定功能和驱动程序编译进内核，首先必须先配置，
其以CONFIG_FEATURE形式表示。配置选项要么是二选一（yes/no）要么是三选一（yes/no/module）module表示这部分功能的实现代码是以模块的形式生成。驱动程序一般都是三选一选项。
配置选项也可以是字符串或整数。这些选项并不控制编译过程，而只是指定内核源码可以访问的值，一般以预处理宏的形式表示。

$ make config

该工具会遍历所有配置项，但耗时过长

$make menuconfig
$make gconfig

可破之。
以上三种工具将所有配置分门别类的放置。

$make defconfig

创建默认配置。
这些配置项被存放在根目录的.config文件中。在进行修改后，你应当验证和更新配置：

$ make oldconfig

配置选项CONFIG_IKCONFIG_PROC把完整的压缩内核配置文件放在/proc/config.gz下，在编译新内核时可以克隆配置。

$zcat /proc/config.gz > .config
$make oldconfig

衍生多个编译作业

make程序能把编译过程拆分成多个并行的作业。极大加快编译的过程。

$make -jn

安装新内核

%make modules_install

内核开发的特点

• 内核编程时既不能访问c库也不能访问标准c头文件。
• 内核编程时必须使用GNU C
• 内核编程时缺乏像用户空间那样的内存保护机制。
• 内核编程时难以执行浮点运算。
• 内核给每个进程只有一个很小的定长堆栈。
• 由于内核支持异步中断、抢占和SMP，因此必须时刻注意同步和并发。
• 要考虑可移植性的重要性。

无libc库或无标准头文件

因为对内核来说，C库太大太低效了。但是大部分常用的C库函数在内核中都已经得到了实现。
内核头文件位于根目录include目录下。< linux/inotify.h>对应内核include/linux/inotify.h
体系结构相关的头文件位于源码树arch/< architecture>/include/asm目录下。内核代码通过如< asm/youwant.h>包含。

printk(“Hello world’%s’and ‘%d’”,str,i);

例如内核代码无法调用printf,但它提供printk()。其允许通过一个标志来设置优先级。

GNU C

gcc是多种GNU编译器的集合，它包含的C编译器既可以编译内核，也可以编译Linux系统上用C语言写的其他代码。

• 内联函数，用于时间要求高，本身长度短的函数。 定义内联函数时需要static 作为关键字，并且用inline限定它。为了类型安全和易读性，优先使用内联函数而不是复杂的宏。
• 内联汇编，gcc支持C函数嵌入汇编指令，需要知道其体系结构。使用asm()指令嵌入汇编代码。Linux内核混用了C语言和汇编语言。在偏近体系结构底层或对执行时间要求严格的地方，一般使用汇编语言，其他大部分代码是用C语言编写的。
• 分支声明，对于条件选择语句，gcc内建了优化指令，并封装成了宏。likely()和unlikely()，你的判断正确，性能会得到提升，如果判断错误，性能反而会下降。

没有内存保护机制

在内核中不应该去做访问非法的内存地址，引用空指针一类的事，否则可能一声不响的死掉。内核的内存不分页。

不要轻易在内核中使用浮点数

内核并不能完美地支持浮点操作，因为它本身不能陷入。在内核使用浮点数时，除了要人工保存和恢复浮点寄存器，还有一些其他的事情要处理。所以不要在内核中使用浮点操作。

容积小而固定的栈

同步和并发

可移植性的重要性

大部分C代码应该与体系结构无关，在不同体系结构的计算机上都能够编译和执行。如保持字节序、64位对齐、不假定字长和页面长度等一系列准则都有助于移植性。