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2012年(35)

2011年(28)

分类: LINUX

2011-05-29 10:37:59

    本文是基于2.6的内核,也建议各位可以先看一下《Linux内核设计与实现(第二版)》作为一个基础知识的铺垫。当然,从实践角度来看,只要按着以下的步骤去做也应该可以实现成功编译内核及加载模块。

个人用的Linux版本为:Debian GNU/Linux,内核版本为:2.6.20-1-686.

◆第一步,下载Linux内核的源代码,即构建LDD3(Linux Device Drivers 3rd)上面所说的内核树。

如过安装的Linux系统中已经自带了源代码的话,应该在/usr/src目录下。如果该目录为空的话,则需要自己手动下载源代码。下载代码的方法和链接很多,也可以在CU上通过去下载。不过,下载的内核版本最好和所运行的Linux系统的内核版本一致。当然,也可以比Linux系统内核的版本低,但高的话应该不行(个人尚未实践)。

Debian下可以很方便的通过Debian源下载:

首先查找一下可下载的内核源代码:

# apt-cache search linux-source

其中显示的有:linux-source-2.6.20,没有和我的内核版本完全匹配,不过也没关系,直接下载就可以了:

# apt-get install linux-source-2.6.20

下载完成后,安装在/usr/src下,文件名为:linux-source-2.6.20.tar.bz2,是一个压缩包,解压缩既可以得到整个内核的源代码:

# tar jxvf linux-source-2.6.20.tar.bz2

解压后生成一个新的目录/usr/src/linux——source-2.6.20,所有的源代码都在该目录下。

注:该目录会因内核版本的不同而不同,各位动手实践的朋友只需知道自己的源代码所在的具体位置即可。

◆第二步:配置及编译内核。

进入/usr/src/linux——source-2.6.20目录下,可以看到Makefile文件,它包含了整个内核树编译信息。该文件最上面四行是关于内核版本的信息。对于整个Makefile可以不用做修改,采用默认的就可以了。

一般情况下,需要先用命令诸如"make menuconfig", "make xconfig"或者"make oldcofig"对内核进行配置,这几个都是对内核进行配置的命令,只是它们运行的环境不一样,执行一下这几个命令中的任何一个即可对内核进行配置:

make menuconfig是基于界面的内核配置方法,make xconfig应该是基于QT库的,还有make gcofig也是基于图形的配置方法,应该是需要GTK的环境,make oldcofig就是对内核树原有的.config文件进行配置一下即可。

其实内核的配置部分,主要是保证内核启动模块可动态加载的配置,默认配置里面应该已经包含了这样的内容,因此,我用的是make oldconfig.

在内核源码的目录下执行:

# make

# make bzImage

其中,第一个make也可以不执行,直接make bzImage。这个过程可能要持续一个小时左右,因此是对整个内核重新编译了。执行结束后,可以看到在当前目录下生成了一个新的文件: vmlinux, 其属性为-rwxr-xr-x。

然后执行:

# make modules

# make modules_install

对内核的所有模块进行编译和安装。

执行结束之后,会在/lib/modules下生成新的目录/lib/modules/2.6.20/。 在随后的编译模块文件时,要用到这个路径下的build目录。至此,内核编译完成。可以重启一下系统。

◆第三步:编写模块文件及Makefile

以LDD3上的hello.c为例:

         

Makefile文件的内容为:

         

其中,hello.c和Makefile文件应该位于同一个目录下,可以放在/home下,我的两个文件都位于/home/david/.

◆第四步:编译和装载模块

在文件所处的目录下,执行:

debian:/home/david # make

然后查看该目录下有哪些文件生成:

         

可见,已经生成模块文件hello.ko.

然后,就可以加载该模块:

debian:/home/david # insmod hello.ko

查看模块是否加载进内核:

debian:/home/david # lsmod

Module Size Used by

hello 1344 0

nfs 219468 0

nfsd 202224 17

…… ……

其中Module名为hello的即为我们所加载的模块.

卸载模块:

debian:/home/david # rmmod hello

同样可以通过lsmod来查看该模块是否被卸载.

这里有两个问题,其一就是printk()输出的问题.LDD3上也说,在加载和卸载模块的时候都会有信息输出在屏幕上,如果在Windows下通过终端仿真器(我们常用的虚拟机算是一种),则在屏幕上看不到任何输出.我同时在虚拟机和和物理机都运行了该模块,均未看到有"Hello, world"(加载模块时printk的输出)或"Goodby, cruel world"(卸载模块时printk的输出). 这个不知道是我操作系统发行版的原因还是系统配置的问题,请了解这个问题的朋友指点一下.

其二,书上讲到如果屏幕上看不到信息,可能输出在某个日志文件里面了,并说可能在/var/log/messages文件中.并且看到网上很多网友也说是输出到这个文件里面.我不知道有没有发现输出在其他日志文件里的,不过我的这个信息输出在/var/log/syslog里面.在加载和卸载完该模块后, 执行命令:

debian:/home/david # cat /var/log/syslog | grep world

可以看到有两行内容.当然,也可以不用grep world, 应该会出现在最后两行.

Jul 20 14:15:29 localhost kernel: Hello, world

Jul 20 14:15:34 localhost kernel: Goodbye, cruel world

这就是printk应该输出的信息.

这里有另外一个方法,可以实现printk的信息输出在屏幕上,即更改printk输出的优先级.例子中的优先级为:KERN_ALERT,优先级为<1>,如果将优先级改为KERN_EMERG即<0>,则可以看到屏幕的输出信息.

修改的方法只是修改一下hello.c中两句printk()的内容,修改后的hello.c如下:

         

同样的方法编译生成模块,再次用insmod和rmmod,则在屏幕上看到的输出信息为:

         

但是,是否能够将printk()的优先级改为KERN_EMERG值得商榷.因为在Linux Kernel Development中,对该优先级的描述为: An emergency condition; the system is probably dead.

以上就是整个2.6内核编译步骤以及模块动态加载的方法.理解和解释有误的地方,也请各位浏览本文的朋友指点,也希望能和对内核和驱动感兴趣的朋友交流。

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