作者:korant
踏上 Linux 内核世界的探险将成为您职业生涯的一段迷人旅程。作为操作系统之心的 Linux 内核涵盖众多领域,如操作系统原理、硬件抽象以及驱动开发等。在这篇文章中,我们将一探 Linux 内核的奥秘,并为具备编程基础的技术人员提供一处学习起点。
作为核心组件,内核实现了操作系统的基本功能,如进程管理、内存管理、设备驱动、文件系统等。它是 GNU/Linux 操作系统的核心,确保整个系统的稳定性和性能。而开源让全球成千上万的开发者及维护者纷纷加入其行列,使得 Linux 内核得以在各式平台和设备上迅速壮大。
简言之,发行版就是各种软件包的集合,甚至于内核对于发行版来说,亦只是一个独立的内核包。发行版旨在为用户空间运行的程序提供系统资源。不同发行版之间的区别在于所选的软件包管理方式及其配置:
尽管许多发行版允许用户自定内核,但对于大多数用户而言,这个神秘的内核层面很少涉猎。
审视内核源码,在其世界中探险各种功能与子系统。为了获得最新版内核源代码,可以访问 https://kernel.org 感受内核之美。
同样,通过阅读内核源代码,可以增进对理论知识的理解,以及学会阅读和编写高品质的内核代码。
获取内核代码:
git clone <https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux.git>
反复琢磨内核源码,将揭开内核秘诀的神秘面纱。首先,需要完成以下几个关键步骤:
配置:挑选所需内核选项和功能。可以使用菜单驱动的配置界面 make menuconfig或者手动编辑 .config 文件进行配置。
实际上,make menuconfig 的方式最终也会将内核配置写入 .config 文件中,可以看到 config 文件中的内容就是在配置各个层级 Makefile 中依赖的编译指令。
.config:
...
CONFIG_POSIX_TIMERS=y
CONFIG_PRINTK=y //以此为例
CONFIG_PRINTK_NMI=y
CONFIG_BUG=y
...
Makefile(fs/proc/Makefile):
...
proc-$(CONFIG_PROC_KCORE) += kcore.o
proc-$(CONFIG_PROC_VMCORE) += vmcore.o
proc-$(CONFIG_PRINTK) += kmsg.o
proc-$(CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR) += page.o
proc-y += sysctl_write_forbid.o
...
编译:执行 make 命令进行编译,此过程将生成内核映像(如:vmlinuz)以及编译完成的模块。
安装模块:接下来,使用 make modules_install 命令安装编译完成的模块。
安装内核映像:通过 make install 将编译好的内核映像安装到 /boot 目录下,并更新内核启动加载器(如:GRUB)的配置。