内核简介
隔离核心程序和应用程序，实现对核心程序的保护，如保护操作系统本身的保护。
内核空间和用户空间是程序运行的两种不同的状态，Linux对自身软件系统进行了划分，一部分核心的软件独立于普通的软件，拥有特权级别，能够访问平台的所有硬件和资源，称为“内核空间”。而普通的软件运行在“用户空间”，它只拥有有限的系统资源，不能直接访问内核空间和硬件资源。
将系统分为“内核空间”和“系统空间”能提高系统的安全性，能够避免一些恶意程序的窥探，也能避免一些低劣的普通程序影响核心系统的运行，能够有效的保证系统的稳定性。
为用户空间提供了一套统一的系统调用函数来访问Linux内核，是用户空间到内核空间的桥梁。
是GNU发布的libc库，也是C运行库，是Linux中最底层的API，几乎所有的app都依赖于Glibc，它除了封装Linux系统提供的系统函数以外，其自身也提供了很多其他的功能的函数库，主要的库函数如下：
（1）string库，字符串处理库函数
（2）signal库，提供信号处理库函数
（3）dlfcn库，管理共享库的动态加载函数库
（4）directory库，文件目录操作函数
（5）elf库，共享库的动态加载器，也即interpreter
（6）iconv，不同字符集的编码转换
（7）sockets，socket接口库
（8）Date and Time，日期和时间
（9）input/output，输入输出流
（10）linux threads库，LINUX线程库函数
（11）locale库，本地化和国际化的接口库
（12）Character库，字符处理
（13）Memory库，动态内存的分配与管理
（14）Processes and job control库，进程和进程控制库
（15）stdlib库，其它基本功能
控制多个进程安全的共享有限的内存区域。
进程管理的主要任务包括进程的创建、停止、进程间通信，还包括不同的进程共享CPU。
虚拟文件系统隐藏了不同文件系统的细节，为文件操作提供了统一的接口。
提供丰富的网络协议实现。
内核中大量的源码都是在驱动中实现的，它们控制着特定的硬件设备。
用户模式(user)
快速中断模式(frq)
外部中断模式(irq)
管理模式(svc)
数据访问终止(abt)
系统模式(sys)
为定义指令异常(und)
不同模式下有不同权限，如寄存器权限
硬件中断和系统调用可以实现用户空间跳转到内核空间运行
内核源代码下载地址:www.kernel.org
Arch(Architecture)：内核支持的每一种CPU体系，在该目录下都有一个子目录，每个不同的CPU子目录又都分为boot(系统引导)、mm(内存管理)、kernel(内核特性相关实现)等子目录。
|--x86 /*英特尔CPU及与其体系结构兼容的子目录*/
||--boot /*引导程序*/
|||--compressed /*内核解压缩*/
||--tools /*生成压缩内核印象的程序*/
||--kernel /*内核特性相关的实现，如信号处理、时钟处理*/
||--lib /*硬件相关工具函数*/
Linux source code
├─ boot 系统引导汇编程序
├─ fs 文件系统
│ ├─ devpts /*/dev/pts虚拟文件系统*/
│ ├─ ext2 第二扩展文件系统
│ ├─ fat MS 的fat32文件系统
├─ block 部分块设备驱动程序
├─ crypto 加密、压缩、CRC校验算法
├─ 内核的文档
├─ drivers 设备驱动程序
├─ include 头文件(*.h) 内核所需的头文件，与平台相关的头文件放在相应的字目录下
│ ├─ asm 与CPU 体系结构相关的部分
│ ├─ linux Linux 内核专用部分，与平台无关的头文件
│ └─ sys 系统数据结构部分
├─ init 内核初始化程序
├─ IPC 进程间通信的实现代码
├─ samples 一些内核编程的范例
├─ scripts 配置内核的脚本
├─ sound 音频设备的驱动程序
├─ usr cpio 命令实现
├─ virt 内核虚拟机
├─ kernel 内核进程调度、信号处理、系统调用等程序
│ ├─ blk_drv 块设备驱动程序
│ ├─ chr_drv 字符设备驱动程序
│ └─ math 数学协处理器仿真处理程序
├─ lib 内核库函数
├─ mm 内存管理程序
└─ tools 生成内核Image 文件的工具程序
内核模块就是为内核或者其他内核模块提供功能的代码块，内核模块具有举例的功能，能独立的编译，但是需要在内核环境下才能运行。它在运行时被链接进内核作为内核的一部分在内核空间运行。内核模块的存在提高了单内核可可扩展性差、可维护性差的缺陷。
方法一：
将所有的内核组件都编译进内核，生成zImage或者bzImage文件。
缺陷：内核文件过大、新增/删除内核组件的时候需要重新编译源码
方法二：
zImage或者bzImage文件并不包含任何组件，只是在需要用到某个组件的时候，动态的将内核组件添加到内核中去。
1)模块本身并不被编译进内核文件
2)可根据需求，在内核运行期间，动态的添加或者卸载
增加了管理内核模块的开销
内核版本与模块版本不兼容，会导致系统崩溃
增加内存、中断、符号表等资源消耗
Makefile
ifneq ($(KERNELRELEASE),) #“hello”是模块的名称，只有“hello”可变。 obj-m := hello.o hello-objs := file1.o file2.o else #内核源代码的位置 KDIR := ~/kernel/ all: make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules clean: rm -f *.ko *.o *.mod.c *.mod.o *.symvers endif
命令：
1) insmod 加载内核模块
2) rmmod 卸载内核模块
3)lsmod 查看已经存在的内核模块
4)modprobe 加载内核模块
modprobe 与 insmod的区别在于，modprobe能处理内核模块之间的依赖关系，它能够根据/lib/modules/version/modules.dep 文件所描述的依赖关系来加载此模块所需的其他内核模块。
1) 应用程序在执行完成后会从内存中消失
2) 内核模块会在执行该模块前将其注册到内核中去，当完成初始化函数后仍然处于内核中，直到被卸载
1) MODULE_LICENSE("GPL");
2) MODULE_AUTHOR("Jack Chen");
3) MODULE_DESCRIPTION("Hello World");
4) MODULE_ALIAS("A simple module");
5) MODULE_VERSION("V1.0");
可以使用宏module_param(name,type,perm)声明输入参数，其中：
1) name 表示参数的名称
2) type 表示参数的类型，常见的类型有int(整形)，charp(字符串类型)
3) perm 访问权限
a) S_IRUGO 任何用户都对/sys/module中出现的该参数具有读权限
b) S_IWUSR 允许root用户修改/sys/module 中出现的该参数
#include<linux/init.h>
#include<linux/module.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Jack Chen");
MODULE_DESCRIPTION("Hello World");
MODULE_ALIAS("A simple module");
MODULE_VERSION("V1.0");
static int age = 10;
static char* name = "Jack chen";
module_param(age,int,S_IRUGO);
module_param(name,charp,S_IRUGO);
static int hello_init(void)
{
printk(KERN_EMERG" age:%d\n",age);
printk(KERN_EMERG" name:%s\n",name);
return 0;
}
static void hello_exit(void)
{
printk("<3>Goodbye,world !\n");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
PS:使用insmod命令时的语法为 insmod hello.ko age=27 name=”David”
用于向其他内核模块提供功能函数，否则其他内核模块无法使用模块内的功能函数,其中/proc/kallsyms记录了内核中所有导出符号的名字和地址。
1) EXPORT_SYMBOL(符号名)
2) EXPORT_SYMBOL_GPL(符号名) 适用于包含了GPL许可证的的内核模块
使用EXPORT_SYMBOL声明后的符号将添加在/proc/kallsyms 文件中，可以使用cat/proc/kallsyms | grep “符号名” 查询
[calculate.c]
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
int add_integar(int a,int b)
{
return a+b;
}
int sub_integar(int a,int b)
{
return a-b;
}
static int __init sym_init()
{
return 0;
}
static void __exit sym_exit()
{
}
module_init(sym_init);
module_exit(sym_exit);
EXPORT_SYMBOL(add_integar);
EXPORT_SYMBOL(sub_integar);
[hello.c]
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Jack Chen");
MODULE_DESCRIPTION("Hello World");
MODULE_ALIAS("A simple module");
MODULE_VERSION("V1.0");
extern int add_integar(int a,int b);
extern int sub_integar(int a,int b);
static int hello_init()
{
int res = add_integar(1,2);
printk("<3> res:%d\n",res);
return 0;
}
static void hello_exit()
{
int res = sub_integar(2,1);
printk("<3> res:%d\n",res);
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);1) printk的日志级别定义如下（在linux26/includelinux/kernel.h中）：
2) #defineKERN_EMERG"<0>"/*紧急事件消息，系统崩溃之前提示，表示系统不可用*/
3) #defineKERN_ALERT"<1>"/*报告消息，表示必须立即采取措施*/
4) #defineKERN_CRIT"<2>"/*临界条件，通常涉及严重的硬件或软件操作失败*/
5) #defineKERN_ERR"<3>"/*错误条件，驱动程序常用KERN_ERR来报告硬件的错误*/
6) #defineKERN_WARNING"<4>"/*警告条件，对可能出现问题的情况进行警告*/
7) #defineKERN_NOTICE"<5>"/*正常但又重要的条件，用于提醒。常用于与安全相关的消息*/
8) #defineKERN_INFO"<6>"/*提示信息，如驱动程序启动时，打印硬件信息*/
9) #defineKERN_DEBUG"<7>"/*调试级别的消息*/
原文地址：http://blog.csdn.net/jack_chen_00/article/details/38828279
