Linux内核编程：手把手教你搞定！ (linux内核的编程教程)

Linux作为一款自由软件，系统内核的开放性也是其优势之一。Linux内核可以直接修改源代码，实现个性化需求。因此，学好Linux内核编程是必不可少的。本文将从入门到深入，为大家讲解Linux内核编程。

一、准备工作

在学习Linux内核编程之前，需要安装相关软件，如Linux内核源码、C语言编译器GCC、文本编辑器等。以Ubuntu为例，可以通过以下命令安装：

“`bash

sudo apt-get update

sudo apt-get install build-essential libssl-dev libncurses5-dev

sudo apt-get install linux-source

“`

二、之一个内核模块

接下来，我们将创建之一个内核模块。内核模块是一个动态链接库，因此需要使用C语言编写。将以下代码保存为示例模块文件hello.c：

“`c

#include   // 加载模块所需的头文件

#include   // 内核调试信息所需的头文件

int init_module(void)   // 初始化模块

{

   printk(KERN_INFO “Hello world\n”);

   return 0;

}

void cleanup_module(void)   // 卸载模块

{

   printk(KERN_INFO “Goodbye world\n”);

}

“`

进入模块所在目录，使用以下指令编译：

“`bash

make -C /lib/modules/$(uname -r)/build M=$(pwd) modules

“`

如果一切顺利，会在当前目录下面生成一个名为hello.ko的文件，这个文件就是我们所写的内核模块。

使用以下指令可将模块加载到内核中：

“`bash

sudo inod hello.ko

“`

使用以下指令可查看内核打印信息：

“`bash

dmesg | tl

“`

如果内核打印信息中出现Hello world，则说明内核模块加载成功。

使用以下指令可将模块从内核中卸载：

“`bash

sudo rmmod hello

“`

三、更深入的Linux内核编程

上一节中所写的程序只是一个基本的示例。接下来，我们将讲解更深入的Linux内核编程知识：

1. 内核数据结构

内核中有很多常用的数据结构，例如链表、哈希表、红黑树等。学会这些数据结构的使用将使你的内核编程更加高效。

2. 同步机制

在多线程环境下，同步问题会变得尤为重要。在Linux内核中，有一些常用的同步机制，例如自旋锁、信号量、读写锁等。它们可以确保在不同的线程中分配不同的资源，从而避免资源竞争。

3. 内核调试

内核编程的调试比普通的调试更加困难，因为你不能使用常规的GDB等调试工具。与其说是调试，不如说是跟踪和分析。在内核中，使用printk和trace_printk函数可以输出调试信息，但需要特殊的工具来查看和分析。

4. 驱动程序开发

驱动程序是内核中最常见的应用之一。驱动程序通常需要配合硬件设备工作，因此需要了解硬件与内核之间的交互过程。可以通过ioctl函数实现应用程序与驱动程序之间的交互，也可以通过sysfs和procfs实现内核与用户空间之间的交互。

5. 内核调度

内核调度是保证系统性能的重要部分。在内核中，有很多调度算法可供选择，可以根据系统的特点选择合适的算法。另外，Linux内核中的调度器是可插拔的，也可以根据需求开发自己的调度算法。

四、

相关问题拓展阅读：

• 怎么学习linux

怎么学习linux

给你一个嵌入式Linux操作系统学习规划吧

希望对你有所帮助

ARM+LINUX路线，主攻嵌入式Linux操作系统及其上应用软件开发目标：

（1） 掌握主流嵌入式微处理器的结构与原理（初步定为arm9）

（2） 必须掌握一个嵌入式操作系统 （初步定为uclinux或linux,版本待定）

（3） 必须熟悉嵌入式软件开发流程并至少做一个嵌入式软件项目。

从事嵌入式软件开发的好处是：

（1）目前国内外这方面的人都很稀缺。这一领域入门门槛较高，所以非专业IT人员很难切入这一领域；另一方面，是因为这一领域较新，目前发展太快，大多数人无条件接触。

（2）与企业计算等应用软件不同，嵌入式领域人才的工作强度通常低一些（但收入不低）。

（3）哪天若想创业，搞自已的产品，嵌入式不像应用软件那样容易被盗版。硬件设计一般都是请其它公司给订做（这叫“贴牌”：OEM），都是通用的硬件，我们只管设计软件就变成自己的产品了。

（4）兴趣所在，这是最主要的。

从事嵌入式软件开发的缺点是：

（1）入门起点较高，所用到的技术往往都有一定难度，若软硬件基础不好，特别是操作系统级软件功底不深，则可能不适于此行。

（2）这方面的企业数量要远少于企业计算类企业。

（3）有少数公司经常要硕士以上的人搞嵌入式，主要是基于嵌入式的难度。但大多数公司也并无此要求，只要有经验即可。

（4）平台依托强，换平台比较辛苦。

兴趣的由来：

1、成功观念不同，不虚度此生，就是我的成功。

2、喜欢思考，挑战逻辑思维。

3、喜欢C

C是一种能发挥思维极限的语言。关于C的精神的一些方面可以被概述成短句如下：

相信程序员。

不要阻止程序员做那些需要去做的。

保持语言短小精干。

一种方法做一个操作。

使得它运行的够快，尽管它并不能保证将是可移植的。

4、喜欢底层开发，讨厌vb类开发工具（并不是说vb不好）。

5、发展前景好，适合创业，不想自己要死了的时候还是一个工程师。

方法步骤：

1、基础知识：

目的：能看答蚂懂硬件工作原理，但重点在嵌入式软件，特别是操作系统级软件，那将是我的优势。

科目：数字电路、计算机组成原理、嵌入式微处理器结构。

汇编语言、C/C++、编译原理、离散数学。

数据结构和算法、操作系统、软件工程、网络、数据库。

方法：虽科目众多，但都是较简单的基础，且大部分已掌握。不一定全学，可根据需要选修。

主攻书籍：the c++ programming language（一直没时间读）、数据结构-C2。

2、学习linux：

目的：深入掌握linux系统。

方法：使用linux—〉linxu系统编程开发—〉驱动开发和分析linux内核。先看深，那主讲原理。看几遍后，看情景分析，对照深看，两本交碧举滚叉，深是纲，情是目。剖析则是0.11版，适合学习。最后深入代码。

主攻书籍：linux内核完全剖析、unix环境高级编程、深入理解linux内核、情景分析和源代。

3、学习嵌入式linux：

目的：掌握嵌入式处理器其及系统。

方法：（1）嵌入式微处理器结构与应用：直接arm原理及汇编即可，不要重复x86。

（2）嵌入式操作系统类：ucOS/II简单，开源，可供入门。而后深入研究uClinux。

（3）必须有块开发板（arm9以上），有条件可参加培训（进步快，能认识些朋友）。

主攻书籍：毛德操的《嵌入式系统》及其他arm9手册与arm汇编指令等。

4、深入学习：

A、数字图像压缩技术：主要是应掌握MPEG、mp3等编解码算法和技术。

B、通信协议及编程技术：TCP/IP协议、802.11，Bluetooth，GPRS、G、CDMA等。

:46 回复

122.90.173.* 2楼

C、网络与信息安全技术：如加密技术，数字证书CA等。

D、DSP技术：Digital Signal Process，DSP处理器通过硬件实现数字信号处理算法。

说明：太多细节未说明，可根据实际情况调整。重点在于1、3，不必完全按照顺序作。对于学习c++，理由是c++不只是一种语言，一种工具，她还是一种艺术，一种文化，一种哲学理念、但不是拿来炫耀得东西。对于linux内核，学习编程，读一些优秀代码也是有必要的。

注意： 要学会举一反多，有强大的基础，很多东西简单看看就能会。想成为合格的程序员，前提是必须熟练至少一种编程语言，并具有良悔余好的逻辑思维。一定要理论结合实践。

不要一味钻研技术，虽然挤出时间是很难做到的，但还是要留点余地去完善其他的爱好，比如宇宙，素描、机械、管理，心理学、游戏、科幻电影。还有一些不愿意做但必须要做的！

技术是通过编程编程在编程编出来的。永远不要梦想一步登天，不要做浮躁的人，不要觉得路途漫上。而是要编程编程在编程，完了在编程，在编程！等机会来了在创业（不要相信有奇迹发生，盲目创业很难成功，即便成功了发展空间也不一定很大）。

嵌入式书籍推荐

Linux基础

1、《Linux与Unix Shell 编程指南》 《linux就该这么学》《鸟哥的Linux私房菜》

C语言基础

1、《C Primer Plus，5th Edition》【美】Stephen Prata着

2、《The C Programming Language, 2nd Edition》【美】Brian W. Kernighan David M. Rithie（K & R）着

3、《Advanced Programming in the UNIX Environment，2nd Edition》（APUE）

4、《嵌入式Linux应用程序开发详解》

Linux内核

1、《深入理解Linux内核》（第三版）

2、《Linux内核源代码情景分析》毛德操 胡希明著

研发方向

1、《UNIX Network Programming》（UNP）

2、《TCP/IP详解》

3、《Linux内核编程》

4、《Linux设备驱动开发》（LDD）

5、《Linux高级程序设计》 杨宗德著

硬件基础

1、《ARM体系结构与编程》杜春雷着

2、S3C2410 Datasheet

英语基础

1、《计算机与通信专业英语》

系统教程

1、《嵌入式系统――体系结构、编程与设计》

2、《嵌入式系统――采用公开源代码和StrongARM/Xscale处理器》毛德操 胡希明着

3、《Building Embedded Linux Systems》

4、《嵌入式ARM系统原理与实例开发》 杨宗德著

理论基础

1、《算法导论》

2、《数据结构（C语言版）》

3、《计算机组织与体系结构?性能分析》

4、《深入理解计算机系统》【美】Randal E. Bryant David O”Hallaron着

5、《操作系统：精髓与设计原理》

6、《编译原理》

7、《数据通信与计算机网络》

8、《数据压缩原理与应用》

C语言书籍推荐

1. The C programming language 《C程序设计语言》

2. Pointers on C 《C和指针》

3. C traps and pitfalls 《C陷阱与缺陷》

4. Expert C Lanuage 《专家C编程》

5. Writing Clean Code —–Microsoft Techiniques for Developing Bug-free C Programs

《编程精粹–Microsoft 编写优质无错C程序秘诀》

6. Programming Embedded Systems in C and C++ 《嵌入式系统编程》

7.《C语言嵌入式系统编程修炼》

8.《高质量C++/C编程指南》林锐

尽可能多的编码，要学好C，不能只注重C本身。算法，架构方式等都很重要。

这里很多书其实是推荐而已，不必太在意，关键还是基础，才是重中之重！！！

学习Linux步骤：

1、先了解了解基础吧，找一本薄一点的，浅一点的书，了解一下什么是linux。有个基本了解即可。不胡嫌建议马上看《鸟哥的Linux私房菜》，这本书很不错，如果你了解linux基础之后再看，对你可以说是不受益匪浅此猛都不行。没基础看《鸟哥的Linux私房菜》比较痛苦，内容很多。

2、了解之后，在自己电脑上弄个虚拟机，装上linux系统（redhat或ubuntu都行）。专攻《鸟哥的Linux私房菜》。当你把这本书攻下来时，才知道原来命令行并不可怕，自己打着打着就很长啦。

学linux最主要靠实践，不实践，只看书对你没好处的哦。自己在虚拟机上慢慢玩吧，玩多了就知道咋回事啦。不懂的多找资料弄懂，弄懂之后再实践，这才会有收森做桥获。

Linux主体分为“运维”与“开发”两个方向哪知岁，无论你是Linux相关从业者，还是说爱好都可以归类到这里，其中“运维”一般是初学者或者转行人员的首选，而Linux运维主要是对服务器稳定、性能与安全方面的维护和调试。

实际上Linux入门并不困难，只要具备Linux基础，读懂Linux的命令格式，大多数的服务架构都是可以按照文档部署出猛缺来。当然做Linux开发，个人建议去参加培训学习更有效率，如果报班学习则大概需要4-6个月时间。

学习主要内容有：

1）网络基础与linux系统的管理

2）优化及高可用技能

3）虚拟化与云平台技术

4）开发运维

毕业后可从事的工作有：

1）Linux运维工程师

2）数据库工程师

3）云计算运维工程师

4）自动化运维工程师

5）云计算架构工程师等

互联网行业目前还是最热门的行业之一，学习IT技能之后足够优秀是有机会进入腾讯、阿里、网易等互联网大厂高薪就业的，发展前景非常好，普通人也可以学习。

想要系统学习，你可以考察对比一下开设有相关专业的热门学校，好的学校拥有根据当下企业需求自主研发课程的能力，能够在校期间取得大专或本科学李睁历，中博软件学院、南京课工场、南京北大青鸟等开设相关专业的学校都是不错的，建议实地考察对比一下。

祝你学有所成，望采纳。

其实linux是相对较好上手的，你说linux上手难，我感觉你一定没有做到以下几点：

1、做好思想准备

如果你想系统的学习linux，你必须做好思想准备。如果你真正想系统的学习linux，想在linux上有所作为，那么请忘记windows的思维方式，逐渐适应和习惯linux的操作方式，总有一天你会真正享受到他的奥妙所在。

2、找一套好的视频教程

学习linux的之一件事情就是选择好谨空镇的视频教程。一套好的入门教程可以让你快速领悟linux的操作方式，系统的基本使用等等。是技术大佬的经验总结，可以帮你搭起一个学习linux的系统性框架，也会对linux有一个总体的认识。

在初学阶段，可以多在B站搜一些视频，在学习过程中，如果你有什么不懂的，可以在网上问，或者自己认真多看几次。当然如果你愿意花钱找一家靠谱的培训机构，在老师的指导下学习，那么会更加轻松，因为遇到不会的问题有老师指导，可以很快解决问题，不必自己闷头造车。

同时，跟很多学员一起学习会有十足的劲头，学习氛围也会比自己单枪匹马去学好很多。

免费linux教程

3、阅读系统自带的文档

当你完成入门的过程后，就可以开始读其他的文档，然后到论坛的精华区看看。绝大多数linux发行版都自带非常详细的文档。比如我一直在用的redhat，他有从系统安装到系统安全，针对不同层次的人的详尽文档。最重要的一点是你一定要边看边按照文档中说的做试验验证，这样的话你的记忆力和能力同时上升，否则看过就忘记了等于没有看。

4、选择linux版本

很多人问用什么版本的linux好，其实只要你认真学习无论什么版本都一样的。因为开发linux发行版的人都是通读过linux内核代码，对linux原理极其精通的人，而且每一个开发团队都对他的发行版做过测试后发布的。不过呢，建议选用的祥粗人多的版本，比如redhat、centos等等。

5、一定要看看英文文档

如果你想深入学习linux，看不懂因为文档实在是太难了。写的更好的，最全面的文档都是英语写的，更先发布的技术信息也都是用英语写的。即便是非英语国家的人发布技术文档，也都首先翻译成英语在国际学术杂志和网络上发表。

在linux中，命令可分为系统基本命令和应用程序命令。系统基本命令是所有的unix类系统都支持的命令。比如ls，rm，rmdir，cp，cd，mv，cat等等。这样的基本命令大约有200个，这些命令是一定要掌握的。

6、深入学习系统管理

有了一定的基本知识，也掌握了一定量的命令用法后，就可以深入学习管理系统。学习配置各种网络服务器，用linux搭建网络，这些都是学习linux系统管理和网络管理的好方法。到了这个阶段就可以经常上网查查资料，看官方网站文档和FAQ，看看论坛精华区文章。书籍和官方文档可以让你系统的学习，但是论坛可以让你学到一些小知识，小技巧。

7、保持虚心

在linux的世界里，越是水平高的人越谦虚，因为他们知道自己还有很多不知道的，这些人是值得我们所有人尊重的。保持虚心的学习态度不仅能让你学到更多知识，而且会让你受人亏消尊重。在linux的世界里，当你成了”高手”的时候，你也能从”菜鸟”那里学到很多知识。因为有很多问题是你从来没有想过的，认为自己肯定会的，但是实际遇到的时候会有困难。而”菜鸟”们往往更善于发现这类问题。俗话说的好：三人行必有我师嘛！

学习Linux的关键便在于对于学习Linux的目的一定要明确，通常来讲可能野肢乱会涉及到一下方面：

了解及入门

成为Linux的系统管理员

学习Linux应用编程

学习Linux内核开发

个人建议先不要把电脑系统切换成Linux，怕引来不必要的麻烦，毕竟很多需要用到电脑的地方很多，这样会耽误时间(若是两个电脑，忽略我说的话)。

当然，这只是其中几个大的方面，就这四个其中每个方面都是一个颂档非常大的议题。

对于学习Linux，前人已经铺好了道路，网上也能找到很多很多的资料，并且内核也是开源的，必要的时候可以查看代码，甚至已经有非常多帮你分析饥洞内核代码的书籍资料，甚至还有很多中文的资料。

不过说实话，入门的话自学完全可以，但是在深层的发展个人建议还是报个班(报不报班还是取决于个人)，为什么报班呢，因为你考证的话，肯定需要系统的学习，若只是在网上搜索资料学习，就显得过于苍白，毕竟没有经验，可能会入很多坑。

在这我给题主推荐几个可以找到免费资料的论坛或者网站，比如鸿鹄论坛、攻城狮论坛。

网站

的话，这个里面有很多免费的视频或者资料可以领取，要想在Linux的路上走的足够远，一个牢固的基础是必须得有的。

Linux学习资料

希望我的回答可以帮助到题主，也希望题主有其他的问题可以私我，我都在的~

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