Linux内核具体体系结构之虚拟文件系统
Linux 内核具体体系结构之虚拟文件系统
Linux 内核具体体系结构之虚拟文件系统
译自：《Concrete Architecture of the Linux Kernel》 作者： Waterloo, Ontario N2L 3G1 CS 746G, Winter 1998 刘建文略译（https://www.wendangku.net/doc/d117580637.html,/keminlau ）
3.3 Virtual File System
3.3.1 Goals
Linux 被设计成支持驱动多种不同物理设备的现代操作系统。注意，即便是 同一种的硬件设备也可能存在多种不同的接口，比如硬盘有 PATA、SATA、SC SI、 USB 等不同接口（KEMIN:注意接口与总线的区别）。除了支持不同的物 理设备接口外，Linux 还支持各种不同的逻辑文件系统（ logical file system s），这个功能有助于 Linux 与其它的操作系统共存和互操作。[虚拟文件系统] 泛化和囊括了[外设输入输出]和[逻辑文件系统]功能，实现以下一些“伟大”目 标：
?
* Multiple hardware devices - provide access to many different hard ware devices
?
* Multiple logical file systems - support many different logical file sy stems
?
* Multiple executable formats - support several different executable file formats (like a.out, ELF, java)
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* Homogeneity - present a common interface to all of the logical fil e systems and all hardware devices
? ?
* Performance - provide high-speed access to files * Safety - do not lose or corrupt data
?
* Security - restrict user access to access files; restrict user total fil e size with quotas
3.3.2 External Interface
[虚拟文件系统]为系统边界提供了两层的接口：对外的是给用户进程调用的 系统调用（system-call）；对内是给内核其它子系统调用的底层函数。 对外系统调用函数是符合 POSIX 标准的，包括文件操作 open/close/read /write/seek/tell，和目录操作 readdir/creat/unlink/chmod/stat。 对内的接口则更丰富一些，除了公开文件系统的功能函数，还会对内核其它 子系统公开一些实现的数据结构。比如， inode 和 file。以下两个接口定义可 在文件系统 C 头文件（/include/linux/fs.h）中找到：
Inode Interface:
? ? ?
* create(): create a file in a directory * lookup(): find a file by name within a directory * link() / symlink() / unlink() / readlink() / follow_link(): manage fil e system links
? ? ?
* mkdir() / rmdir(): create or remove sub-directories * mknod(): create a directory, special file, or regular file * readpage() / writepage(): read or write a page of physical memor y to a backing store
? ?
* truncate(): set the length of a file to zero * permission(): check to see if a user process has permission to ex ecute an operation
? ? ?
* smap(): map a logical file block to a physical device sector * bmap(): map a logical file block to a physical device block * rename(): rename a file or directory
注：除了以上 inode 的接口，其它内核子系统还可以调用 namei() 函数查 出与 inode 相关联的文件或目录。
File Interface:
? ? ?
* open() / release(): open or close the file * read() / write(): read or write to the file * select(): wait until the file is in a particular state (readable or wri teable)
? ?
* lseek(): if supported, move to a particular offset in the file * mmap(): map a region of the file into the virtual memory of a us er process
?
* fsync() / fasync(): synchronize any memory buffers with the physi cal device
? ? ?
* readdir: read the files that are pointed to by a directory file * ioctl: set file attributes * check_media_change: check to see if a removable media has bee n removed (such as a floppy)
?
* revalidate: verify that all cached information is valid
3.3.3 Subsystem Description
[虚拟文件系统]为了支持驱动多种[逻辑文件系统]和多种[I/O 设备]，实现 了两个概念逻辑层——[设备驱动层]和[逻辑文件系统层]， 并且是以一种易于扩 展的方法实现的。 所谓[概念逻辑层]指是对多种实现细节进行统一抽象， 比如[设 备驱动层]对各种[I/O 设备]进行抽象， 提供一致的访问接口； [逻辑文件系统层] 亦如是。
KEMIN:我对这幅构图有一点不解的，就是用户进程访问非磁盘设备（比如网卡）要不要通过逻辑文件系统 层？ 答案是[设备文件系统 ] 。
Device Drivers [设备驱动层]负责对所有硬件设备进行包装抽象。Linux 内核支持三种设备 驱动：字符设备、块设备和网络设备。前两者是与[虚拟文件系统]直接相关的。 字符设备必须按顺序访问，而块设备则可随机访问，但必须以块为单位。 所有设备驱动 必须实现前面提到的文件接口（file interface）函数。从而， 设备驱动 设备驱 每个设备都可以看成文件，通过文件系统访问到它（这个文件被专称为[设备文 件]）。当内核（或用户进程）都统一通过这个 [文件接口]访问设备的时候，为
系统添加新设备变得很容易；因为这个[文件接口]是抽象的（虚的），只要编写 编写 设备的硬件相关的代码 实现这个接口即可。 块设备驱动如果引入缓冲（buffer）机构可大大提高 I/O 性能。因为缓冲区 可最少化读写硬件设备的次数。内核会为每一个设备指定一个请求队列（reque st queue） 当[缓冲机构]发现设备的缓冲区的数据不足以满足一个请求时， ， [缓 冲机构]会把该请求添加到设备请求队列 ，然后眠掉该请求，直到缓冲区数据足 设备请求队列 够。[缓冲机构]由一个独立的内核线程——kflushd 实现。kflushd 也负责将缓 冲数据写入外部设备，并清理缓冲区。 主机和外设通信一般使用三种方式：轮询、DMA 和中断。中断相对前两者要 复杂一些。 中断机制可以使外设独立于主机，有自己的状态，与主机并发工作。当外设 需要向主机报告一个状态的改变时（比如鼠标单击、键盘被按下或一项请求的操 作完成），它给主机发出一个中断信号。主机 CPU 在处理中断的条件满足后执 行相应的中断处理代码。这些代码就是设备驱动程序（KEMIN：CPU 是怎么找 到这些中断处理代码吗？中断向量表是固定的吗？设备驱动程序在安装时又是 如何注册中断向量的？多个设备驱动是怎么实现共享一个中断向量的（像 USB 驱动）？）。 CPU 在处理中断请求时运行在一个特定的上下文，同一时刻可能 有多个中断请求，而且缓急不一，中断处理必须非常高效，以免丢失重要的中断 请求。 有时候中断处理任务太重而未能在限定的时间内完成，在这种情形下，中断 处理被分为上下两半部分，上半部分在限定的时间内完成，下半部分由于不是十 分紧急而指派到调度队列，等待被调度完成。这种做法能够降低设备驱动的中断 延迟并提高系统并发性。
Logical File Systems 虽然我们可以通过[设备文件]访问所有物理设备， 但我常常只通过[逻辑文件 逻辑文件 系统 ]访问[块设备]。
当一块[块设备]的文件系统被挂接 （mounted） 入[虚拟文件系统]目录树后， 该设备上的所有文件和目录可从挂点访问（KEMIN:注意用词表达，文件系统是 设备的属性，是块设备的一部分，被格式化后的设备有了质的变化）。目录树各 分支的具体实现对用户是透明的，用户不必知道文件所在文件系统是什么，也不 必知道文件在哪个物理设备上。这种灵活性是 Linux 成功的原因之一。那么 Li nux 是如何实现这种灵活性的呢？ 为了实现[虚拟文件系统]，Linux 引入节点[inodes]的概念。Linux 用一个 inode 数据结构表征块设备上的一个文件。和前面提到的[文件接口]类似，[节 点接口]也是抽象的，只包括节点操作函数的定义。特定的文件系统 具体实现它 文件系统 们的节点接口。包括文件系统的逻辑部分（目录组织策略）和物理部分（可访问 的物理单元）。 Modules 虚拟文件系统的各部分功能可以以[动态加载模块 ]的形式实现。 动态加载模块 这个动态配 置内核模块的方式可以让用户能尽可能小地编译内核， 并且还能够在会话过程中 按需加载设备驱动或文件系统。
3.3.4 Data Structures
以下三个数据结构是[虚拟文件系统]相关的： * super_block：每个逻辑文件系统都有一个超级块（ superblock ）数据 结构相关联，用于表征其存在于内核中。超级块包括了关于已挂接入目录树的逻 辑文件系统元信息，比如哪些数据块被使用、块大小等。 * inode：inode 是常驻内存的数据结构，用于保存单个磁盘上文件的所有 元信息。内核需要这些信息对文件进行管理，包括跟踪进程使用、数据缓冲和内 存映射。 * file：这个数据结构则表征被特定进程打开的文件。所有被打开的文件都 保存到一个双向链表中（其首地是由 first_file 指向）；All open files are st ored in a doubly-linked list (pointed to by first_file); the file desc
riptor that is used in POSIX style routines (open, read, write) is t he index of a particular open file in this linked list.
3.3.5 Subsystem Structure
Figure 6: File Subsystem Structure
3.3.6 Subsystem Dependencies
Figure 7: File Subsystem Dependencies Figure 7 shows how the file system is dependent on other ker nel subsystems. Again, the file system depends on all other kern el subsystems, and all other kernel subsystems depend on the fil e subsystem. In particular, the network subsystem depends on th e file system because network sockets are presented to user proc esses as file descriptors. The memory manager depends on the fi le system to support swapping. The IPC subsystem depends on t he file system for implementing pipes and FIFO’s. The process sc heduler depends on the file system to load loadable modules. The file system uses the network interface to support NFS; it uses the memory manager to implement the buffer cache and for a ramdisk device; it uses the IPC subsystem to help support loa dable modules, and it uses the process scheduler to put user pro cesses to sleep while hardware requests are completed. For more details, see [PBS:fs.html].
Linux内核修改与编译图文教程
Linux 内核修改与编译图文教程 1
1、实验目的 针对Ubuntu10.04中，通过下载新的内核版本，并且修改新版本内核中的系统调用看，然后，在其系统中编译，加载新内核。 2、任务概述 2.1 下载新内核 https://www.wendangku.net/doc/d117580637.html,/ 2.2 修改新内核系统调用 添加新的系统调用函数，用来判断输入数据的奇偶性。 2.3 进行新内核编译 通过修改新版内核后，进行加载编译。最后通过编写测试程序进行测试 3、实验步骤 3.1 准备工作 查看系统先前内核版本： (终端下)使用命令：uname -r 2
3.2 下载最新内核 我这里使用的内核版本是 3.3 解压新版内核 将新版内核复制到“/usr/src”目录下 在终端下用命令：cd /usr/src进入到该文件目录 解压内核：linux-2.6.36.tar.bz2，在终端进入cd /usr/src目录输入一下命令： bzip2 -d linux-2.6.36.tar.bz2 tar -xvf linux-2.6.36.tar 文件将解压到/usr/src/linux目录中 3
使用命令： ln -s linux-2.6.36 linux 在终端下输入一下命令： sudo apt-get install build-essential kernel-package libncurses5-dev fakeroot sudo aptitude install libqt3-headers libqt3-mt-dev libqt3-compat-headers libqt3-mt 4
LINUX文件系统制作详细
Linux文件系统制作流程 关键词:ARM Linux yaffs文件系统移植 Linux文件系统简介 Linux支持多种文件系统，包括ext2、ext3、vfat、ntfs、iso9660、jffs、romfs和nfs等，为了对各类文件系统进行统一管理，Linux引入了虚拟文件系统VFS(Virtual File System)，为各类文件系统提供一个统一的操作界面和应用编程接口。 Linux下的文件系统结构如下： Linux启动时，第一个必须挂载的是根文件系统；若系统不能从指定设备上挂载根文件系统，则系统会出错而退出启动。之后可以自动或手动挂载其他的文件系统。因此，一个系统中可以同时存在不同的文件系统。 不同的文件系统类型有不同的特点，因而根据存储设备的硬件特性、系统需求等有不同的应用场合。在嵌入式Linux应用中，主要的存储设备为RAM(DRAM,
SDRAM)和ROM(常采用FLASH存储器)，常用的基于存储设备的文件系统类型包括：jffs2,yaffs,cramfs,romfs,ramdisk,ramfs/tmpfs等。 >基于FLASH的文件系统 Flash(闪存)作为嵌入式系统的主要存储媒介，有其自身的特性。Flash的写入操作只能把对应位置的1修改为0，而不能把0修改为1(擦除Flash就是把对应存储块的内容恢复为1)，因此，一般情况下，向Flash写入内容时，需要先擦除对应的存储区间，这种擦除是以块(block)为单位进行的。 闪存主要有NOR和NAND两种技术(简单比较见附录)。Flash存储器的擦写次数是有限的，NAND闪存还有特殊的硬件接口和读写时序。因此，必须针对Flash 的硬件特性设计符合应用要求的文件系统；传统的文件系统如ext2等，用作Flash的文件系统会有诸多弊端。 在嵌入式Linux下，MTD(Memory Technology Device,存储技术设备)为底层硬件(闪存)和上层(文件系统)之间提供一个统一的抽象接口，即Flash的文件系统都是基于MTD驱动层的(参见上面的Linux下的文件系统结构图)。使用MTD 驱动程序的主要优点在于，它是专门针对各种非易失性存储器(以闪存为主)而设计的，因而它对Flash有更好的支持、管理和基于扇区的擦除、读/写操作接口。 顺便一提，一块Flash芯片可以被划分为多个分区，各分区可以采用不同的文件系统；两块Flash芯片也可以合并为一个分区使用，采用一个文件系统。即文件系统是针对于存储器分区而言的，而非存储芯片。 1．jffs2 JFFS文件系统最早是由瑞典Axis Communications公司基于Linux2.0的内核为嵌入式系统开发的文件系统。JFFS2是RedHat公司基于JFFS开发的闪存文件系统，最初是针对RedHat公司的嵌入式产品eCos开发的嵌入式文件系统，所以JFFS2也可以用在Linux,uCLinux中。 Jffs2:日志闪存文件系统版本2(Journalling Flash FileSystem v2) 主要用于NOR型闪存，基于MTD驱动层，特点是：可读写的、支持数据压缩的、基于哈希表的日志型文件系统，并提供了崩溃/掉电安全保护，提供“写平衡”支持等。缺点主要是当文件系统已满或接近满时，因为垃圾收集的关系而使jffs2的运行速度大大放慢。 目前jffs3正在开发中。关于jffs系列文件系统的使用详细文档，可参考MTD补丁包中mtd-jffs-HOWTO.txt。 jffsx不适合用于NAND闪存主要是因为NAND闪存的容量一般较大，这样导致jffs为维护日志节点所占用的内存空间迅速增大，另外，jffsx文件系统在
如何自行编译一个Linux内核的详细资料概述
如何自行编译一个Linux内核的详细资料概述 曾经有一段时间，升级Linux 内核让很多用户打心里有所畏惧。在那个时候，升级内核包含了很多步骤，也需要很多时间。现在，内核的安装可以轻易地通过像 apt 这样的包管理器来处理。通过添加特定的仓库，你能很轻易地安装实验版本的或者指定版本的内核（比如针对音频产品的实时内核）。 考虑一下，既然升级内核如此容易，为什么你不愿意自行编译一个呢？这里列举一些可能的原因： 你想要简单了解编译内核的过程 你需要启用或者禁用内核中特定的选项，因为它们没有出现在标准选项里 你想要启用标准内核中可能没有添加的硬件支持 你使用的发行版需要你编译内核 你是一个学生，而编译内核是你的任务 不管出于什么原因，懂得如何编译内核是非常有用的，而且可以被视作一个通行权。当我第一次编译一个新的Linux 内核（那是很久以前了），然后尝试从它启动，我从中（系统马上就崩溃了，然后不断地尝试和失败）感受到一种特定的兴奋。 既然这样，让我们来实验一下编译内核的过程。我将使用Ubuntu 16.04 Server 来进行演示。在运行了一次常规的 sudo apt upgrade 之后，当前安装的内核版本是 4.4.0-121。我想要升级内核版本到 4.17，让我们小心地开始吧。 有一个警告：强烈建议你在虚拟机里实验这个过程。基于虚拟机，你总能创建一个快照，然后轻松地从任何问题中回退出来。不要在产品机器上使用这种方式升级内核，除非你知道你在做什么。 下载内核 我们要做的第一件事是下载内核源码。在 Kernel 找到你要下载的所需内核的URL。找到URL 之后，使用如下命令（我以 4.17 RC2 内核为例）来下载源码文件: wget https://git.kernel/torvalds/t/linux-4.17-rc2.tar.gz
Linux文件系统剖析
2007 年12 月03 日 在文件系统方面，Linux? 可以算得上操作系统中的“瑞士军刀”。Linux 支持许多种文件系统，从日志型文件系统到集群文件系统和加密文件系统。对于使用标准的和比较奇特的文件系统以及开发文件系统来说，Linux 是极好的平台。本文讨论Linux 内核中的虚拟文件系统（VFS，有时候称为虚拟文件系统交换器），然后介绍将文件系统连接在一起的主要结构。 基本的文件系统体系结构 Linux 文件系统体系结构是一个对复杂系统进行抽象化的有趣例子。通过使用一组通用的API 函数，Linux 可以在许多种存储设备上支持许多种文件系统。例如，read 函数调用可以从指定的文件描述符读取一定数量的字节。read 函数不了解文件系统的类型，比如ext3 或NFS。它也不了解文件系统所在的存储媒体，比如AT Attachment Packet Interface（ATAPI）磁盘、Serial-Attached SCSI（SAS）磁盘或Serial Advanced Technology Attachment（SATA）磁盘。但是，当通过调用read 函数读取一个文件时，数据会正常返回。本文讲解这个机制的实现方法并介绍Linux 文件系统层的主要结构。 什么是文件系统？ 首先回答最常见的问题，“什么是文件系统”。文件系统是对一个存储设备上的数据和元数据进行组织的机制。由于定义如此宽泛，支持它的代码会很有意思。正如前面提到的，有许多种文件系统和媒体。由于存在这么多类型，可以预料到Linux 文件系统接口实现为分层的体系结构，从而将用户接口层、文件系统实现和操作存储设备的驱动程序分隔开。
嵌入式Linux系统内核的配置、编译和烧写
实验二 嵌入式Linux系统内核的配置、编译和烧写 1.实验目的 1)掌握交叉编译的基本概念； 2)掌握配置和编译嵌入式Linux操作系统内核的方法； 3)掌握嵌入式系统的基本架构。 2.实验环境 1)装有Windows系统的计算机； 2)计算机上装有Linux虚拟机软件； 3)嵌入式系统实验箱及相关软硬件（各种线缆、交叉编译工具链等等）。 3.预备知识 1)嵌入式Linux内核的配置和裁剪方法； 2)交叉编译的基本概念及编译嵌入式Linux内核的方法； 3)嵌入式系统的基本架构。 4.实验内容和步骤 4.1 内核的配置和编译——配置内核的MMC支持 1)由于建立交叉编译器的过程很复杂，且涉及汇编等复杂的指令，在这里 我们提供一个制作好的编译器。建立好交叉编译器之后，我们需要完成 内核的编译，首先我们要有一个完整的Linux内核源文件包，目前流行 的源代码版本有Linux 2.4和Linux 2.6内核，我们使用的是Linux 2.6内核； 2)实验步骤： [1]以root用户登录Linux虚拟机，建立一个自己的工作路径（如用命令 “mkdir ‐p /home/user/build”建立工作路径，以下均采用工作路径 /home/user/build），然后将“cross‐3.3.2.tar.bz2、dma‐linux‐2.6.9.tar.gz、 dma‐rootfs.tar.gz”拷贝到工作路径中（利用Windows与虚拟机Linux 之间的共享目录作为中转），并进入工作目录； [2]解压cross‐3.3.2.tar.bz2到当前路径：“tar ‐jxvf cross‐3.3.2.tar.bz2”； [3]解压完成后，把刚刚解压后在当前路径下生成的“3.3.2”文件夹移 动到“/usr/local/arm/”路径下，如果在“/usr/local/”目录下没有“arm” 文件夹，用户创建即可； [4]解压“dma‐linux‐2.6.9.tar.gz”到当前路径下：
linux、内核源码、内核编译与配置、内核模块开发、内核启动流程
linux、内核源码、内核编译与配置、内核模块开发、内核启动流程（转） linux是如何组成的？ 答：linux是由用户空间和内核空间组成的 为什么要划分用户空间和内核空间？ 答：有关CPU体系结构，各处理器可以有多种模式，而LInux这样的划分是考虑到系统的 安全性，比如X86可以有4种模式RING0~RING3 RING0特权模式给LINUX内核空间RING3给用户空间 linux内核是如何组成的？ 答：linux内核由SCI（System Call Interface）系统调用接口、PM（Process Management）进程管理、MM（Memory Management）内存管理、Arch、 VFS（Virtual File Systerm）虚拟文件系统、NS（Network Stack）网络协议栈、DD（Device Drivers）设备驱动 linux 内核源代码 linux内核源代码是如何组成或目录结构？ 答：arc目录存放一些与CPU体系结构相关的代码其中第个CPU子目录以分解boot,mm,kerner等子目录 block目录部分块设备驱动代码 crypto目录加密、压缩、CRC校验算法 documentation 内核文档 drivers 设备驱动 fs 存放各种文件系统的实现代码 include 内核所需要的头文件。与平台无关的头文件入在include/linux子目录下，与平台相关的头文件则放在相应的子目录中 init 内核初始化代码 ipc 进程间通信的实现代码 kernel Linux大多数关键的核心功能者是在这个目录实现（程序调度，进程控制，模块化） lib 库文件代码 mm 与平台无关的内存管理，与平台相关的放在相应的arch/CPU目录net 各种网络协议的实现代码，注意而不是驱动 samples 内核编程的范例 scripts 配置内核的脚本 security SElinux的模块 sound 音频设备的驱动程序 usr cpip命令实现程序 virt 内核虚拟机 内核配置与编译 一、清除 make clean 删除编译文件但保留配置文件
Linux文件系统实验
实验编号与实验名称： 文件系统实验 实验目的： 熟悉文件和目录的基本操作；了解Linux的/proc文件系统 实验内容及要求（详见实验讲义与实验指导书）： 内容： 1)在/usr目录下创建一个目录usr_test和文本文件test，并建立一个test文件的链接 test02。通过修改test文件中的内容查看test和test02中内容的情况，并分析原因。 2)编写程序，从/proc文件中抽取内核参数（任意的2个参数即可，如CPU时钟速度信 息等） 3)实现文件的拷贝，即把一个文件内容复制到另一个文件 要求： 对于内容1），给出操作步骤和结果分析，需回顾第二次实验中练习过的Shell命令和教材中的文件和目录操作系统调用 对于内容2）和3）给出完整C语言代码或者代码截图和代码执行结果，可参考本文件“实验预读”中相关内容和教材P.149/266图4-5相关代码 实验用到的软件（：） VMware 实验内容及关键步骤（代码）Q2（60分） 1)在/usr目录下创建一个目录usr_test和文本文件test，并建立一个test文件的链接 test02。通过修改test文件中的内容查看test和test02中内容的情况，并分析原因。
分析：在linux系统中通过link连接就可以通过第三方的查询，通过link函数后test01被绑定给test02中，所以可以通过test02去查询。 2.编写程序，从/proc文件中抽取内核参数（任意的2个参数即可，如CPU时钟速度信息等）
3.实现文件的拷贝，即把一个文件内容复制到另一个文件
实验过程中遇到的问题解决办法与实验体会Q3（10分）得分： 评阅教师特殊评语： 评阅教师： 日期：
linux内核编译和生成makefile文件实验报告
操作系统实验报告 姓名：学号： 一、实验题目 1.编译linux内核 2.使用autoconf和automake工具为project工程自动生成Makefile，并测试 3.在内核中添加一个模块 二、实验目的 1.了解一些命令提示符，也里了解一些linux系统的操作。 2.练习使用autoconf和automake工具自动生成Makefile，使同学们了解Makefile的生成原理，熟悉linux编程开发环境 三、实验要求 1使用静态库编译链接swap.c，同时使用动态库编译链接myadd.c。可运行程序生成在src/main目录下。 2要求独立完成，按时提交 四、设计思路和流程图（如：包括主要数据结构及其说明、测试数据的设计及测试结果分析） 1.Makefile的流程图： 2.内核的编译基本操作 1.在ubuntu环境下获取内核源码 2.解压内核源码用命令符：tar xvf linux- 3.18.12.tar.xz 3.配置内核特性：make allnoconfig 4.编译内核：make 5.安装内核：make install
6.测试：cat/boot/grub/grub.conf 7.重启系统：sudo reboot,看是否成功的安装上了内核 8.详情及结构见附录 3.生成makefile文件： 1.用老师给的projec里的main.c函数。 2．需要使用automake和autoconf两个工具，所以用命令符：sudo apt-get install autoconf 进行安装。 3．进入主函数所在目录执行命令：autoscan,这时会在目录下生成两个文件 autoscan.log和configure.scan，将configure.Scan改名为configure.ac，同时用gedit打开，打开后文件修改后的如下： # -*- Autoconf -*- # Process this file with autoconf to produce a configure script. AC_PREREQ([2.69]) AC_INIT([FULL-PACKAGE-NAME], [VERSION], [BUG-REPORT-ADDRESS]) AC_CONFIG_SRCDIR([main.c]) AC_CONFIG_HEADERS([config.h]) AM_INIT_AUTOMAKE(main,1.0) # Checks for programs. AC_PROG_CC # Checks for libraries. # Checks for header files. # Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics. # Checks for library functions. AC_OUTPUT(Makefile) 4.新建Makefile文件，如下： AUTOMAKE_OPTIONS=foreign bin_PROGRAMS=main first_SOURCES=main.c 5．运行命令aclocal 命令成功之后，在目录下会产生aclocal.m4和autom4te.cache两个文件。 6.运行命令autoheader 命令成功之后，会在目录下产生config.h.in这个新文件。 7.运行命令autoconf 命令成功之后，会在目录下产生configure这个新文件。 8.运行命令automake --add-missing输出结果为： Configure.ac:11:installing./compile’ Configure.ac:8:installing ‘.install-sh’ Configure.ac:8:installing ‘./missing’ Makefile.am:installing ‘./decomp’ 9. 命令成功之后，会在目录下产生depcomp，install-sh和missing这三个新文件和执行下一步的Makefile.in文件。 10.运行命令./configure就可以自动生成Makefile。 4.添加内核模块
linux文件系统的权限王国(一)
作者：池建强 在这个系列中和?大家聊聊 Linux 的?文件、?用户、?用户组、?文件系统的权限等内容，其中很多细节也是我使?用了很?长时间 Linux 后才真正掌握，希望?大家不?用那么久。 为什么是 Linux ？我觉得写技术的东?西还是相对严谨?一些好，虽然Unix 、Linux 、OS X ?一脉相承，但在具体命令上还是会有些差异，这个系列?文章?里所有的命令和显?示结果都是在 Linux 上进?行的，?大家可以对照在 Mac 上试试，当然最后也会讲?一点 OS X 的内容，否则怎么叫 MacTalk 呢？ 在开始讲 Linux ?王国的?臣民之前，先介绍?一下?王国中最?牛的主：root ，这货不翻译为「根」，也不叫「管理员」，?而是被尊称为超级Linux ?文件系统的权限?王国（?一）
?用户，是不是觉得?高端霸?气？超级?二字绝不是恭维之词，从 Linux ?王国诞?生之初，root 就存在了，他会?一直霸占着超级?用户的?角?色并世世代代存在下去，没有禅让，没有民选，没有换位，所有的?用户都?自他?而起。如果你以为 root 会像上帝创造亚当和夏娃那样，让这?二位开开?心?心?生娃去了，那你就太Naive了。Linux 系统中的所有?用户要么由root 创建，要么借?用 root 的权限创建，等级极为森严，总之没有 root 的允许，想搞出?一位新?用户绝?无可能。看到这你们是不是都开始觉得计划?生育政策好啦？ root 不仅能够管理?用户，还能管理?文件系统、进程、设备、??网络、通信、协议等等，总之他就像站在神?山上的神祗，俯视着芸芸众?生，看着数据信息在软件和硬件之间川流不息，时不时的做?一些计划性干预，如果有?人想超越系统的规则，他就能让你消失的像从来没有存在过。 所以那些成天叫嚣被蹂躏被代表的民众，看看 root，?大家?心理就会舒服?一些。 以 root 开篇，下?面我们聊聊 Linux 的?文件系统和索引节点。 Linux 的?文件系统本?身是?比较复杂的，仅 ext2、ext3 和 ext4 就得解释好?几天，本?文的重点不在于此，所以简单介绍?一下。?文件系统主要是?用来保存?文件和相关结构的，让?文件存储更安全、更快、更容易检索、能?支持更?大的物理介质等等。在 Linux 系统中，每个磁盘分区都可以看做?一个?文件系统，每个系统都有?自?己的??目录结构，Linux 会把这些分区按照?一定的?方式组织成统?一的??目录结构，?方便?用户访问。但是每个分区上的?文件系统都是独?立的，可以采?用不容的?文件格式，就像?一国两制?一样，虽然统?一，但是?自治。 那么如何查看?文件系统的格式呢？可以使?用 df -T -h 命令，T 表?示打印?文件格式，h 表?示?用G 或 M 来显?示?文件?大?小，如下：
详细分析Linux文件系统格式优劣
?摘要：Linux支持多种文件系统，包括ext2、iso9660、jffs、ext3、vfat、ntfs、romfs和nfs等，为了对各类文件系统进行统一管理，Linux引入了虚拟文件系统VFS(Virtual File System) ?标签：文件系统 ?Linux由于其开源安全特性正在被多数企业所接受。Linux支持很多种文件系统，ext3、vfat、ntfs、romfs和nfs等，为了对各类文件系统进行统一管理，Linux引入了另一个文件系统VFS(Virtual File System)。下面我们就分析一下他的各种文件系统格式的特点 基于RAM的文件系统 (1)Ramdisk Ramdisk是将一部分固定大小的内存当作分区来使用。它并非一个实际的文件系统，而是一种将实际的文件系统装入内存的机制，并且可以作为根文件系统。将一些经常被访问而又不会更改的文件(如只读的根文件系统)通过Ramdisk放在内存中，可以明显地提高系统的性能。 在Linux的启动阶段，initrd提供了一套机制，可以将内核映像和根文件系统一起载入内存。 (2)ramfs/tmpfs Ramfs是LinusTorvalds开发的一种基于内存的文件系统，工作于虚拟文件系统(VFS)层，不能格式化，可以创建多个，在创建时可以指定其最大能使用的内存大小。(实际上，VFS 本质上可看成一种内存文件系统，它统一了文件在内核中的表示方式，并对磁盘文件系统进行缓冲。 Ramfs/tmpfs文件系统把所有的文件都放在RAM中，所以读/写操作发生在RAM中，可以用ramfs/tmpfs来存储一些临时性或经常要修改的数据，例如/tmp和/var目录，这样既避免了对Flash存储器的读写损耗，也提高了数据读写速度。 Ramfs/tmpfs相对于传统的Ramdisk的不同之处主要在于：不能格式化，文件系统大小可随所含文件内容大小变化。 Tmpfs的一个缺点是当系统重新引导时会丢失所有数据。 3.网络文件系统NFS(NetworkFileSystem) NFS是由Sun开发并发展起来的一项在不同机器、不同操作系统之间通过网络共享文件的技术。在嵌入式Linux系统的开发调试阶段，可以利用该技术在主机上建立基于NFS 的根文件系统，挂载到嵌入式设备，可以很方便地修改根文件系统的内容。 附录：NOR闪存与NAND闪存比较
linux2.6内核的编译步骤及模块的动态加载-内核源码学习-linux论坛
[原创]linux2.6内核的编译步骤及模块的动态加载-内核源码 学习-linux论坛 05年本科毕业设计做的是Linux下驱动的剖析，当时就买了一本《Linux设备驱动程序（第二版）》，但是没有实现将最简单的helloworld程 序编译成模块，加载到kernel里。不过，现在自己确实打算做一款芯片的Linux的驱动，因此，又开始看了《Linux设备驱动程序》这本书，不过已 经是第三版了。第二版讲的是2.4的内核，第三版讲的是2.6的内核。两个内核版本之间关于编译内核以及加载模块的方法都有所变化。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
https://www.wendangku.net/doc/d117580637.html,/search/?key=&;q=kernel&a mp;frmid=53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
Linux kernel内核升级全过程,教你一次成功
序言 由于开发环境需要在linux-2.6内核上进行，于是准备对我的虚拟机上的Linux系统升级。没想到这一弄就花了两天时间( 反复装系统，辛苦啊~~)，总算把Linux系统从2.4.20-8内核成功升级到了2.6.18内核。 网上虽然有很多介绍Linux内核升级的文章，不过要么过时，下载链接失效；要么表达不清，不知所云；更可气的是很多 文章在转载过程中命令行都有错误。刚开始我就是在这些“攻略”的指点下来升级的，以致于浪费了很多时间。 现在，费尽周折，升级成功，心情很爽，趁性也来写个“升级攻略”吧！于是特意又在虚拟机上重新安装一个Linux系统 ，再来一次完美的升级，边升级边记录这些步骤，写成一篇Linux内核升级记实录(可不是回忆录啊！)，和大家一起分享 ~~！ 一、准备工作 首先说明，下面带#号的行都是要输入的命令行，且本文提到的所有命令行都在终端里输入。 启动Linux系统，并用根用户登录，进入终端模式下。 1、查看Linux内核版本 # uname -a 如果屏幕显示的是2.6.x，说明你的已经是2.6的内核，也用不着看下文了，该干什么干什么去吧！~~~如果显示的是 2.4.x，那恭喜你，闯关通过，赶快进行下一步。 2、下载2.6内核源码 下载地址：https://www.wendangku.net/doc/d117580637.html,/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.18.tar.bz2 3、下载内核升级工具 (1)下载module-init-tools-3.2.tar.bz2 https://www.wendangku.net/doc/d117580637.html,/pub/linux/utils/kernel/module-init-tools/module-init-tools-3.2.tar.bz2 (2)下载mkinitrd-4.1.18-2.i386.rpm https://www.wendangku.net/doc/d117580637.html,/fedora/linux/3/i386/RPMS.core/mkinitrd-4.1.18-2.i386.rpm (3)下载lvm2-2.00.25-1.01.i386.rpm https://www.wendangku.net/doc/d117580637.html,/fedora/linux/3/i386/RPMS.core/lvm2-2.00.25-1.01.i386.rpm (4)下载device-mapper-1.00.19-2.i386.rpm https://www.wendangku.net/doc/d117580637.html,/fedora/linux/3/i386/RPMS.core/device-mapper-1.00.19-2.i386.rpm (2.6.18内核和这4个升级工具我都有备份，如果以上下载地址失效，请到https://www.wendangku.net/doc/d117580637.html,/guestbook留下你的邮箱，我给你发过去)
linux实验报告(编译内核)
湖北大学 学生实验报告 实验课程网络实用技术 开课学院计算机与信息工程学院 任课教师徐婕 学生姓名骆婧 学生学号20112211042100 70 专业班级计科一班 学生年级2011级 2013-2014 学年第二学期
一．实验目的 通过实验，熟悉Linux操作系统的使用，掌握构建与启动Linux内核的方法；掌握用户程序如何利用系统调用与操作系统内核实现通信的方法，加深对系统调用机制的理解；进一步掌握如何向操作系统内核增加新的系统调用的方法，以扩展操作系统的功能。 二．实验内容 1.Linux环境下的C或者C++编译和调试工具的使用 2.向Linux内核增加新的系统调用，系统调用的功能为打印出自己的学号和 姓名信息。 3.Linux新内核的编译、安装和配置。 4.编写应用程序以测试新的系统调用并输出测试结果。 三、实验步骤 第一步：解压文件 1.下载linux-3.13.3.tar.xz压缩包。 2.在Ubantu系统下，解压该文件,解压之后得到linux- 3.13.3文件包 # tar –xf linux-3.13.3.tar.xz 3.将解压后的文件包复制到/usr/src # cp linux3.13.3 /usr/src 第二步：修改源程序，增加系统调用 1.gedit /usr/src/linux-3-13.3/kernel/sys.c （增加系统调用，使用面向内核的 打印函数printk打印姓名学号） 使用gedit命令，可以直接在文档编辑器中直接修改。修改好后按保存关闭文档编辑器。 在开头加入头文件: #include
实验五 Linux文件系统和权限管理
实验5 Linux文件系统和权限管理 1 实验目的 1、掌握Linux文件系统的控制机制及权限的表示方法。 2、掌握权限管理常用的命令。 2 实验环境 VMware中已经安装好CentOS5.4版本。 3 实验原理 1、Linux文件系统权限及管理机制可参见教材P83~P84。 2、Linux常用文件权限管理命令主要有：chmod、chown两个，这些命令的使用可参见教材P86~P104或者帮助手册。 4 实验任务 1、使用chm od、chown命令完成文件权限的设置、修改等操作。 5 实验步骤 1、使用命令查看/etc/hosts文件的权限，其权限是。 2、使用命令可以复制文件/etc/hosts到目录/tmp 下，然后使用命令或设置其读写权限为：文件所有者可以读、写和执行，同组用户可以读和执行，其他用户只可以执行。（要求使用两种方法实现） 3、修改题目2中复制的文件的所有者：所有者为用户test（需要事先创建），组所有者为m ail，使用的命令是。 4、查看系统当前的um ask值，并设置umask值为033，创建文件word，其权限是。（自己验证。想一想，为什么？） 5、将系统的时间设置为22：10的命令是，将日期和时间按照格式：mm/dd/yy hh:mm:ss显示输出的命令是。 6、保存2009年全年的日历在文件cal2009中的命令是。 7、将2009年1月的日历导出保存到文件cal.1中的命令是，将2009年2月的日历追加到2009年1月的日历后面的命令是。 8、假定需要显示信息：host: 主机名。使用hostnam e命令替换显示主机的名称的操作是
linux文件系统的比较
Linux日志文件系统及性能分析 简介：日志文件系统可以在系统发生断电或者其它系统故障时保证整体数据的完整性，Linux是目前支持日志文件系统最多的操作系统之一，本文重点研究了Linux常用的日志文件系统：EXT3、ReiserFS、XFS和JFS日志技术，并采用标准的测试工具PostMark和Bonnie++对它们进行了测试，给出了详细的性能分析，对Linux服务器应用具有重要的参考价值。 一、概述 所谓日志文件系统是在传统文件系统的基础上，加入文件系统更改的日志记录，它的设计思想是：跟踪记录文件系统的变化，并将变化内容记录入日志。日志文件系统在磁盘分区中保存有日志记录，写操作首先是对记录文件进行操作，若整个写操作由于某种原因(如系统掉电)而中断，系统重启时，会根据日志记录来恢复中断前的写操作。在日志文件系统中，所有的文件系统的变化都被记录到日志，每隔一定时间，文件系统会将更新后的元数据及文件内容写入磁盘。在对元数据做任何改变以前，文件系统驱动程序会向日志中写入一个条目，这个条目描述了它将要做些什么，然后它修改元数据。目前Linux的日志文件系统主要有：在Ext2基础上开发的Ext3，根据面向对象思想设计的ReiserFS，由SGI IRIX系统移植过来的XFS，由IBM AIX系统移植过来的JFS，其中EXT3完全兼容EXT2，其磁盘结构和EXT2完全一样，只是加入日志技术；而后三种文件系统广泛使用了B树以提高文件系统的效率。
回页首 二、Ext3 Ext3文件系统是直接从Ext2文件系统发展而来，目前Ext3文件系统已经非常稳定可靠，它完全兼容Ext2文件系统，用户可以平滑地过渡到一个日志功能健全的文件系统。Ext3日志文件系统的思想就是对文件系统进行的任何高级修改都分两步进行。首先，把待写块的一个副本存放在日志中；其次，当发往日志的I/O 数据传送完成时（即数据提交到日志），块就写入文件系统。当发往文件系统的I/O 数据传送终止时（即数据提交给文件系统），日志中的块副本就被丢弃。 2.1 Ext3日志模式 Ext3既可以只对元数据做日志，也可以同时对文件数据块做日志。具体来说，Ext3提供以下三种日志模式： ?日志（Journal ） 文件系统所有数据和元数据的改变都记入日志。这种模式减少了丢失每个文件所作修改的机会，但是它需要很多额外的磁盘访问。例如，当一个新文件被创建时，它的所有数据块都必须复制一份作为日志记录。这是最安全和最慢的Ext3日志模式。 ?预定（Ordered ） 只有对文件系统元数据的改变才记入日志。然而，Ext3文件系统把元数 据和相关的数据块进行分组，以便把元数据写入磁盘之前写入数据块。这
Linux内核的配置与编译
Computer Knowledge and Technology 电脑知识 与技术第5卷第3期(2009年1月)Linux 内核的配置与编译 胡庆烈 （佛山职业技术学院电子信息工程系，广东佛山528000） 摘要：Linux 是一种实用性很强的现代操作系统，它开放源代码，并允许用户升级其内核。在Redhat 7.2环境中，详细分析了Linux 2.4.18版本的内核配置、编译及新内核切换等操作过程。 关键词：Linux ；内核；配置；编译 中图分类号：TP316文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2009)03-0730-02 Configuration and Compiling of Linux Kernel HU Qing-lie (Department of Electonics &Information,Foshan Polytechnic College,Foshan 528000,China) Abstract:Linux is a very practical modern operating system,which opens source coding and allows the user to upgrade its kernel.In the environment of Redhat 7.2,the paper analysis the Linux 2.4.18version of kernel configuration,compiling and new kernel process switch -ing,and so on. Key words:Linux;kernel;configuration;compile 1引言 Linux 是一个自由的多任务操作系统，它以开放源码、对硬件的配置要求低并兼具现代操作系统的优点而得到了迅猛的发展。操作系统的内核是操作系统的核心，它有很多基本的功能，如虚拟内存、多任务、共享库、需求加载、共享的写时拷贝(copy-on-write)、可执行程序和TCP/IP 网络功能等。 用户编译配置Linux 的内核，主要有以下三个原因：1)从现有内核中去除一些不需要的功能，使自定制的内核运行速度更快、更稳定，且具有更少的代码；2)使系统拥有更多的内存，内核部分将不会被交换到虚拟内存中；3)为了提高速度，将某种功能编译到内核中。 2Linux 内核升级的准备 2.1安装一个Linux 操作系统 在编译一个新的Linux 内核之前，首先应在微机中安装一个Linux 操作系统，以便利用该Linux 环境进行新内核的配置和安装。这里是以Redhat 7.2为例，在安装Redhat 7.2的过程中，有两个问题需要注意： 1)硬盘的分区：由于每个硬盘只能拥有4个主分区（Primary Partition ），故用户需要扩展分区，则至少需要腾出一个主分区来划分逻辑分区。在安装Linux 操作系统时，至少需要两个分区，其中本机分区（Linux Native ）是供Linux 存放系统文件，而置换分区（Linux Swap ）是用作虚拟内存的存取空间。此外，为了和Windows 系统进行文件的复制转换，还应创建一个FAT32类型的分区。 2)安装LILO 启动程序：LILO 是Linux 的核心加载程序，它提供了从DOS 环境启动Linux 的功能，并支持多重启动菜单，让用户选择启动哪一个分区的操作系统。 2.2获取新的Linux 内核源代码 安装了Linux 操作系统后，接下来的工作是寻找新内核的源代码。目前，在Internet 上提供Linux 源代码的站点有很多，如https://www.wendangku.net/doc/d117580637.html, 就是Linux 内核版本发布的官方网站，用户可以从该站点上获得最新版本的Linux 内核源代码，这里是以linux- 2.4.18版本为例。 2.3对新的Linux 内核源代码包进行解压 由于大部分开放性操作系统的程序都是以压缩文件（tgz 、zip 、gz 与bz2）的形式进行发布，所以从网络上取得这些压缩文件后，都先要解压缩之后才能安装使用。具体过程如下： 1)执行“GNOME Terminal ”，把X Windows System 图形用户界面切换至文件操作模式； 2)执行“#cp /root/linux-2.4.18.tar.gz /usr/src ”，把从网络下载的压缩包复制至/usr/src 处； 3)执行“#tar -zxvf linux-2.4.18.tar.gz ”，对压缩包进行解压，解压文件存放在/usr/src/linux-2.4.18目录中。 2.4清除不正确文件及其它从属文件 为了确保源代码目录中没有不正确的文件和其它从属文件，一般需要运行mrproper 命令进行清理，具体操作如下： ＃cd /usr/src/linux-2.4.18 ＃make mrproper 如果是使用刚下载的完整的源程序包进行编译，则可以省略mrproper 操作。但若已反复多次使用这些源程序来进行内核编译的，则应要先运行一下这个命令。 收稿日期：2008-12-11 作者简介：胡庆烈（1969-），男，揭阳惠来人，电子助理工程师，主要从事电子技术的教研工作。 ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.5,No.3,January 2009,pp.730-731,735E-mail:kfyj@https://www.wendangku.net/doc/d117580637.html, https://www.wendangku.net/doc/d117580637.html, Tel:+86-551-56909635690964
在menuconfig中配置Linux内核裁剪的具体步骤
在menuconfig中配置Linux内核裁剪的具体步骤 在men UC onfig中配置，可以对进行Linux内核配置选项及删改。本文介绍详细配置方法。第一部分：全部删除 Code maturity level options ---> 代码成熟等级选项 [ ]Prompt for development and/or incomplete code/drivers 默认情况下是选择的，这将会在设置界面中显示还在开发或者还没有完成的代码与驱动.不选。 第二部分：除以下选项，其它全部删除 General setup—〉 System V IPC (IPC:Inter Process Communication)是组系统调用及函数库，它能让程序彼此间同步进行交换信息。某些程序以及DOS模拟环境都需要它。为进程提供通信机制，这将使系统中各进程间有交换信息与保持同步的能力。有些程序只有在选Y的情况下才能运行，所以不用考虑，这里一定要选。 第三部分：除以下选项，其它全部删除 Loadable module support ---> 可引导模块支持建议作为模块加入内核 [ ] Enable loadable module support 这个选项可以让你的内核支持模块，模块是什么呢？模块是一小段代码，编译后可在系统内核运行时动态的加入内核，从而为内核增加一些特性或是对某种硬件进行支持。一般一些不常用到的驱动或特性可以编译为模块以减少内核的体积。在运行时可以使用modprobe命令来加载它到内核中去(在不需要时还可以移除它)。一些特性是否编译为模块的原则是，不常使用的，特别是在系统启动时不需要的驱动可以将其编译为模块，如果是一些在系统启动时就要用到的驱动比如说文件系统，系统总线的支持就不要编为模块了，否在无法启动系统。 [ ]Automatic kernel module loading 一般情况下，如果我们的内核在某些任务中要使用一些被编译为模块的驱动或特性时，我们要先使用modprobe命令来加载它，内核才能使用。不过，如果你选择了这个选项，在内核需要一些模块时它可以自动调用modprobe命令来加载需要的模块，这是个很棒的特性，当然要选Y喽。 第四部分：全部删除 Block layer-----〉块设备 第五部分：除以下选项，其它全部删除 Processor type and features ---> 处理器类型 Subarchitecture Type (PC-compatible) ---> 这选项的主要的目的，是使Linux可以支持多种PC标准，一般我们使用的PC机是遵循所谓IBM兼容结构(pc/at)。这个选项可以让你选择一些其它架构。我们一般选择PC-compatible就可以了。 Processor family（386）: 它会对每种CPU做最佳化，让它跑的好又快，一般来说，你是什么型号的就选什么型号的就好。我选的是386，这样内核会省下不少空间 第六部分：除以下选项，其它全部删除 Power management options (ACPI, APM) ---> 电源管理选项 [ ] Power Management Debug Support 电源管理的调试信息支持，如果不是要调试内核有关电源管理部份，请不要选择这项。 ACPI Support ---〉高级电源接口配置支持，如果BIOS支持，建议选上这项 [ ]Button 这个选项用于注册基于电源按钮的事件，比如power, sleep等，当你按下按钮时事件将发生，一个守护程序将读取/proc/acpi/event，并执行用户在这些事件上定义的动作比如让系统关机。可以不选择，根据自己的需求。 第七部分：除以下选项，其它全部删除