一、Linux核心中的一些基本概念

核心空間：核心可獨立於普通應用程式，它一般處於系統態，擁有受保護的記憶體空間和訪問硬體裝置的所有許可權。這種系統態和被保護起來的記憶體空間，稱為核心空間。

程序上下文：當應用程式執行一條系統呼叫，通過系統呼叫執行在核心空間，而核心被稱為執行在程序上下文中。

當你開發核心程式碼時，有一個重要的論壇是linux kernel mailing list（常縮寫為lkml），你可以在http://vger.kernel.org上訂閱郵件。

二、核心的一些常用的準備和操作

2.1 準備一個核心程式碼

• 下載地址：http://www.kernel.org
• 使用git獲取最新的linux版本樹：$git clone git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git
  • 更新linus的最新分支：$git pull

2.2 安裝核心原始碼

• 解壓壓縮包

tar xvjf linux-x.y.z.tar.bz2
tar xvzf linux-x.y.z.tar.gz

安裝原始碼的位置注意：核心原始碼通常安裝在/usr/src/linux目錄下。不能把這個原始碼樹用作開發，因為編譯工具C庫就是連結到這裡的。

並且不能用root對核心進行修改，哪怕是root安裝核心，它都應該原封不動。

• 使用補丁的方法

patch -p1 < ../patch-x.y.z

• 核心配置

make config               老舊的方法，低效
make menuconfig           最常用的方法
make gconfig              基於個gtk+的圖形工具
make defconfig            建立一個預設的配置
make oldconfig            .config不存在，執行make config/menuconfig，設定是子目錄中的Kconfig的設定
                          .config存在，執行make config/menuconfig時的預設設定即當前的.config設定
　　　　　　　　　　　　　　　 備份當前.config檔案為.config.old，如果make config/menuconfig設定不當可用於恢復

• 當核心執行時則可以將/proc/config.gz檔案複製出來，並且解壓得到此核心的.config配置檔案

zcat /proc/config.gz > .config                  #解壓命令
make oldconfig

• 核心編譯

make -jn
make -j32 > /dev/null

• 安裝新核心

一定要保證隨時有一個或兩個可以啟動的核心，以防新編譯的核心出現問題。

例如，在使用grub的x86系統上，可能需要把arch/i386/boot/bzImage拷貝到/boot目錄下，像vmlinuz-version這樣命名它。並且編輯/etc/grub/grub.conf檔案，為新核心建立一個新的啟動項。使用LILO啟動的系統應當編輯etc/lilo.conf，然後執行lilo

make moudles_install

三、核心編譯之外的資訊

• 核心和應用程式的差別包括以下幾種：
• 核心程式設計時既不能訪問C庫也不能訪問標準的C標頭檔案
• 核心程式設計時必須使用GNU C
• 核心程式設計時缺乏像使用者空間那樣的呢村保護機制
• 核心程式設計時難以執行浮點運算
• 核心給每個程序只有一個很小的定長堆疊
• 由於核心支援非同步中斷、搶佔和SMP，因此必須時刻注意同步和併發
• 要考慮可移植性的重要性

3.1 沒有libc庫抑或無標準標頭檔案

核心不能連線和使用標準C函式庫，主要原因是使用庫非常低效。

而且大部分庫中的函式，在核心中都有對應的函式實現了。

3.2 標頭檔案

體系結構相關的標頭檔案集位於核心原始碼樹的arch/<architecture>/include/asm目錄下

• 行內函數

核心開發者通常把那些對時間要求比較高，而本身長度有比較短的函式定義成行內函數。

定義行內函數需要使用static作為關鍵字，並且用inline限定它。

static inline void wolf(unsinged long tail_size);

• 分支宣告

核心把gcc優化指令封裝成巨集，likely()和unlikely()。

也就是說，使用likely(),執行if後面的語句的機會更大，使用unlikely(),執行else後面的語句機會更大一些。

通過這種方式，編譯器在編譯過程中，會將可能性更大的程式碼緊跟著後面的程式碼，從而減少指令跳轉帶來的效能上的下降。
比如 ：
if (likely(a>b)) {
　　fun1();
}
if (unlikely(a>b)){
　fun2();
}

這裡就是程式設計師可以確定 a>b 在程式執行流程中出現的可能相比較大，因此運用了likely()告訴編譯器將fun1()函式的二進位制程式碼緊跟在前面程式的後面，這樣就cache在預取資料時就可以將fun1()函式的二進位制程式碼拿到cache中。這樣，也就添加了cache的命中率。