Linux内核设计基础(十)之内核开发与总结
(1)Linux层次结构:
(2)Linux内核组成:
主要由进程调度(SCHED)、内存管理(MM)、虚拟文件系统(VFS)、网络接口(NET)和进程间通信(IPC)等5个子系统组成。
(3)与Unix的差异:
- Linux支持动态加载内核模块
- 支持对称多处理(SMP)机制
- Linux内核可以抢占
- Linux内核并不区分线程和其他的一般进程
- Linux提供具有设备类的面向对象的设备模型、热插拔事件,以及用户空间的设备文件系统(sysfs)
- 内核编程时既不能访问C库也不能访问标准的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
#include <linux/init.h> #include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> /* * hello_init 初始化函数,当模块装载时被调用,如果装载成功返回0, * 否则返回非零值 */ static int hello_init(void) { printk(KERN_ALERT "I bear a charmed life.\n"); return 0; } /* * hello_exit 退出函数,当模块卸载时被调用 */ static void hello_exit(void) { printk(KERN_ALERT "Out, out, brief candle!\n"); } module_init(hello_init); module_exit(hello_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Qiushan"); MODULE_DESCRIPTION("A Hello, World Module");
这是最简单的内核模块,hello_init()是模块的入口点,通过module_init()注册到系统,在被装载时被调用。另外所有模块初始化函数必须符合下面的形式:
int my_init(void);
下面是Makefile的示例:
obj-m := hello.o make -C /kernel/source/location SUBDIRS=$PWD modules
然后执行
sudo make modules_install sudo insmod hello.ko //装载 sudo rmmod hello //卸载
- 对于标准数据类型,地址只要是其长度的整数倍就对齐了。
- 对于数组,只要按照基本数据类型进行对齐就可以了,随后的所有元素自然能够对齐。
- 对于联合体,只要它包含的长度最大的数据类型能够对齐就可以了。
- 对于结构体,只要结构体中每个元素能够正确对齐就可以了。
struct animal_struct { char dog; /* 1 byte */ unsigned long cat; /* 4 bytes */ unsigned short pig; /* 2 bytes */ char fox; /* 1 byte */ };
struct animal_struct { char dog; /* 1 byte */ u8 __pad0[3]; /* 3 bytes */ unsigned long cat; /* 4 bytes */ unsigned short pig; /* 2 bytes */ char fox; /* 1 byte */ u8 __pad1; /* 1 byte */ };
第一个填充__pad0是为了保证cat可以按照4字节对齐,这样自动使其它小对象都对齐了,最后一个填充__pad1是为了填补struct本身的大小,是这个结构体长度能被4整除,这样,由该结构体组成的数组中,每个数组项也就会自然对齐了。
struct animal_struct { unsigned long cat; /* 4 bytes */ unsigned short pig; /* 2 bytes */ char dog; /* 1 byte */ char fox; /* 1 byte */ };
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