技术交流

PCI介绍

PCI总线有自己的I/O空间（32位）和内存空间（32/64位），CPU访问PCI空间需要映射，硬上电自动完成将不同的外设映射到不同的CPU地址空间上。PCI设备的使用模型是这样的，外设可以抽象成一片内存或者一排连续的端口，具体而言每个功能256字节的配置内存。它们可以被排布在PCI总线地址空间上，然后映射到host CPU的地址空间里。每个PCI插槽有4个中断引脚，每个功能可以使用其中一个。每个PCI外设由domain(16位)、bus（8位）、device（5位）以及function（3位）组成的编号来标识。每个domain可以有最多256个bus，每个bus上最多可以有32个device，每个divece上最多可以有8中function。查看当前环境PCI信息可以用下面几种命令

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lspci
cat /proc/pci
cat /proc/bus/pci

PCI设备暴露出的256字节的配置内存，前64字节是标准化的，PCI设备始终使用小端字节序。通常来说，在这256个配置寄存器中由几个只读寄存器，由厂商设定，用于识别设备

类型

驱动移植的许多问题都是数据类型导致的，同样的数据类型在不同的平台上可能有不同的位宽。内核将内存看做一个巨型数组看看待，但是内核中表示地址往往用的unsigned long，这可以防止一些错误的解指针。同时在当前支持linux的各个平台上，long的位宽和指针位宽总是相同的。内核提供可移植类型定义，下面这个头文件包含u8、u16、u32和u64Linux专用数据类型。

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#include <linux/types.h>

内存

对内核的页面大小不要有任何假定，不要认为内核页面一定是4KB的。具体可以通过PAGE_SIZE判断。如果是用户态，可以用getpagesize库来获得页面大小。对于需要用页面幂次分配内存的参数，可以用get_order获得正确的幂次。

介绍

Kdump是一种内核崩溃转储机制，其依靠底层的kexec工作。kexec是一种内核套内核的系统启动机制，它会让系统启用两层内核。用户看到的内核在最里层，当用户内核崩溃的时候，处于外层的内核接管控制权限。此时，外层内核会执行一些数据保存工作。外层内核驻留在内存中，且这片内存对内层内核不可见。

安装

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yum install kexec-tools crash -y
debuginfo-install kernel

配置

注意：该部分内容收录自互联网。非原创，但有自己的调整

• .tar

  1 2	解包：tar xvf FileName.tar 打包：tar cvf FileName.tar DirName （注：tar是打包，不是压缩！）

• .gz

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  解压1：gunzip FileName.gz 解压2：gzip -d FileName.gz 压缩：gzip FileName

• .tar.gz 和 .tgz

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  解压：tar zxvf FileName.tar.gz 压缩：tar zcvf FileName.tar.gz DirName 多线程解压：tar --use-compress-program=pigz -xpf FileName.tar.gz 多线程压缩：tar --use-compress-program=pigz -cpf FileName.tar.gz DirName

• .bz2 和 .bz

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  解压1：bzip2 -d FileName.bz2 解压2：bunzip2 FileName.bz2 压缩： bzip2 -z FileName

• .tar.bz2 和 tar.bz

  1 2	解压：tar jxvf FileName.tar.bz2 压缩：tar jcvf FileName.tar.bz2 DirName

• .xz

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解压：xz -d FileName.xz
压缩：xz -z FileName

• .tar.xz

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解压：tar -xvJf FileName.tar.xz (注：网上说的分两次解压的说法是不必要的，当前tar可以一次性压缩和解压。)
压缩：tar -cvJf FileName.tar.xz

RedHat系列配置静态IP

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# cat  /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-enp2s0f0 
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=static # 重点
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=enp2s0f0
UUID=65d626bd-d33f-42aa-8180-c6259b552177
DEVICE=enp2s0f0
ONBOOT=yes # 重点
IPADDR=xx.xx.xx.xx # 重点
PREFIX=21  # 重点
GATEWAY=xx.xx.xx # 重点

PS：用nmtui工具也可以，好像还更方便

RedHat系列配置网桥

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RedHat:~ # cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0 
DEVICE=br0
TYPE=Bridge
BOOTPROTO=static
IPADDR=xx.xx.xx.xx
PREFIX=21
GATEWAY=xx.xx.xx

RedHat:~ # cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth2 
DEVICE=eth2
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=static
ONBOOT=yes
BRIDGE=br0

介绍

之前基于CentOS做了一些定制化项目，编译了多次内核，但是一直没有对RedHat给出的官方内核编译指导进行过仔细研究。之前编译内核往往是按照原版内核源码的经典编译方法来编译的，但事实上RedHat系列的发行版是有一套专门的内核编译工具的。rpmbuild，通过这个工具可以编译出debuginfo，debuginfo是crash调试用的。但是rpmbuild编译只针对RedHat系列官方发布的xxxx.src.rpm的编译，本文描述的就是这种场景。

首先要下载内核

源码包的下载地址可以从Sources.repo中找到

安装编译全家桶

介绍

本章描述巨细无比，但是忘了一个前提。那就是本文提到的那些外设，不管是通过端口访问，还是通过I/O内存访问。其在I/O端口或者I/O内存中的范围是既定的，这是理解本章的.

一个前提。正是如此，驱动使用诸如request_region或者request_mem_region这样的接口的入参才得以确定。事实上，外设的I/O地址空间或者I/O内存空间，既可以是硬件限定，也可是软件协商。

I/O端口

不同的CPU在和外设交互这一件事情上，有不同的设计。有的有独立的地址空间，有的有独立的总线，有的有独立的指令。但是由于I/O总线方式访问外设的思路太流行了，以至于linux内核以及各大硬件平台都有趋同的设计，使用类似I/O的外设访问方式。同时，即使外设总线为I/O保留了专门的地址空间，也不是所有的设备都把寄存器映射到I/O端口，这为编译器和CPU提供了更大的灵活性。

中断注册

中断，传统的中断信号线式的中断需要注册才可以用。信号线是各设备分时复用或者共享的，具体哪个设备使用哪个信号线是硬件连线决定的。

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// 注册中断信号线，返回非0值表示成功
int request_irq(unsigned int irq, irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *), 
                unsigned long flags, const char *dev_name, void *dev_id); // TODO 主动还是被动
// irq，中断号
// handler，中断处理函数
// flag，见下文
// flags，中断管理掩码
// dev_name，设备名称，中断的拥有者
// dev_id，自定义数据，驱动可以用dev_id区分设备，当flag含有SA_SHIRQ时该字段必须填充值

// 释放中断号
void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id);

// x86架构还提供下面这接口，用于查询某个中断是否可以被注册。
// 但是注意，查询返回和真正注册不是原子的，换句话说，查询哪怕返回OK，但是到注册的时候可能情况已经变成不OK了
int can_request_irq(unsigned int irq, unsigned long flags);

推荐在打开设备的时候注册中断，而不是模块初始化的时候，这样可以提高中断信号线的复用效率。同时，还应在设备关闭时反注册中断。

flag可以有多个不同的取值，列表如下

扫描框架

提前扫描一下要看的内容包含哪些章节，哪些标题。先在脑子里建立一个基本脉络，然后去读内容的时候就不停的补全该脉络。

安静的环境

读书最好找一个安静的阅读环境，最好把手机、音乐等无关因素都丢得远远的以保持专心看书。如果注意力确实难以集中，可以用喝水、深呼吸等方式来集中注意力。

勤记笔记

说明

内存管理是操作系统的核心，在ldd3第八章仅介绍了kmalloc和vmalloc的用法，但是并没有过多的涉及其实现原理。后面会写一个较为细致的内存管理的笔记，作为本章笔记的补充。

per-cpu变量

per-cpu变量将会被内核放到一个特殊的内存段中。每个cpu都包含一份相同名称的变量，互不干扰，访问时几乎不用加锁。但在访问per-cpu变量是，要注意在关抢占的情况下完成所有的访问操作。注意，per-cpu不要求关中断，而要求关抢占。关抢占的意义是防止使用per-cpu的线程被调度到别的核心执行。

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DEFINE_PER_CPU(type, name); // 定义一个常规的per-cpu变量
DEFINE_PER_CPU(int[3], my_percpu_array); // 可以是数组
void *alloc_percpu(type); // 动态的创建per-cpu变量
void *__alloc_percpu(size_t size, size_t align); // 动态创建per-cpu变量但是指定基地址对齐

/*
 * Must be an lvalue. Since @var must be a simple identifier,
 * we force a syntax error here if it isn't.
 */
#define get_cpu_var(var)						\
(*({									\
	preempt_disable();						\
	this_cpu_ptr(&var);						\
}))

/*
 * The weird & is necessary because sparse considers (void)(var) to be
 * a direct dereference of percpu variable (var).
 */
#define put_cpu_var(var)						\
do {									\
	(void)&(var);							\
	preempt_enable();						\
} while (0)

// 还有指针访问形式，需要调用者手动禁止抢占，一般封装在get_put()和put_cpu()之间。
#define per_cpu(var, cpu)	(*per_cpu_ptr(&(var), cpu)) // 访问指定CPU的per-cpu变量，需要用锁来保证安全