㈠ linux發行版(路由器固件)OpenWrt入門全集
現階段openwrt官方支持的路由列表：wiki.openwrt.org/toh/start
如果要學習openwrt的話，買些列表中二手的路由器來實踐下更容易學習，大部分要升級一下rom晶元和內存晶元，典型配置都是4M、64M。 大家先學習一下，等待小米開放時刻的到來，有備無患……
OpenWrt 可以被描述為一個嵌入式的 Linux 發行版，（主流路由器固件有 dd-wrt,tomato,openwrt三類）而不是試圖建立一個單一的、靜態的系統。OpenWrt的包管理提供了一個完全可寫的文件系統，從應用程序供應商提供的選擇和配置，並允許您自定義的設備，以適應任何應用程序。
對於開發人員，OpenWrt 是使用框架來構建應用程序，而無需建立一個完整的固件來支持；對於用戶來說，這意味著其擁有完全定製的能力，可以用前所未有的方式使用該設備。
當Linksys釋放 WRT54G/GS 的源碼後，網上出現了很多不同版本的 Firmware 去增強原有的功能。大多數的 Firmware 都是99%使用 Linksys的源碼，只有1%是加上去的，每一種 Firmware 都是針對特定的市場而設計，這樣做有2個缺點，第一個是難以集合各版本Firmware的長處，第二個是這版本距離 Linux 正式發行版越來越遠。
OpenWrt 選擇了另一條路，它從零開始，一點一點的把各軟體加入去，使其接近 Linksys 版 Firmware的功能，而OpenWrt 的成功之處是它的文件系統是可寫的，開發者無需在每一次修改後重新編譯，令它更像一個小型的 Linux 電腦系統。
OpenWrt 項目由 2004 年 1 月開始, 第一個版本是基於 Linksys 提供的 GPL 源碼及 uclibc 中的 buildroot 項目, 這個版本稱為 「stable」 版, 在網上至今仍有很多項目使用這個版本, 較為有名 Freifunk-Firmware 和 Sip@Home.
到了2005年初, 一些新的開發人員加入了這項目, 幾個月後他們釋出了第一個 「experimental」 版本, 這和以前版本不同的是, 這版本差不多完全舍棄了 Linksys 的 GPL 源碼, 使用了 buildroot2 作為核心技術, 將 OpenWrt 完全模塊化，OpenWrt 使用 Linux 正式發行的核心源碼（2.4.30），加上了一些補丁和網路驅動，開發隊伍更為OpenWrt添加了許多免費的工具，可以直接把Image寫入 Flash (mtd)裡面，設定無線功能和VLAN交換功能，這個版本名為「White Russian」，而1.0版本於2005年底公布。
OpenWRT是一個高度模塊化、高度自動化的嵌入式Linux系統，擁有強大的網路組件和擴展性，常常被用於工控設備、電話、小型機器人、智能家居、路由器以及VOIP設備中。 同時，它還提供了100多個已編譯好的軟體，而且數量還在不斷增加，而 OpenWrt SDK 更簡化了開發軟體的工序。
OpenWRT不同於其他許多用於路由器的發行版，它是一個從零開始編寫的、功能齊全的、容易修改的路由器操作系統。實際上，這意味著您能夠使用您想要的功能而不加進其他的累贅，而支持這些功能工作的linux kernel又遠比絕大多數發行版來得新。
如果對 Linux 系統有一定的認識, 並想學習或接觸嵌入式 Linux 的話, OpenWRT很適合。 而且OpenWRT支持各種處理器架構，無論是對ARM，X86，PowerPC或者MIPS都有很好的支持。 其多達3000多種軟體包，囊括從工具鏈(toolchain)，到內核(linux kernel)，到軟體包(packages)，再到根文件系統(rootfs)整個體系，使得用戶只需簡單的一個make命令即可方便快速地定製一個具有特定功能的嵌入式系統來製作固件。
一般嵌入式 Linux 的開發過程, 無論是 ARM, PowerPC 或 MIPS 的處理器, 都必需經過以下的開發過程：
1、 創建 Linux 交叉編譯環境；
2、建立 Bootloader；
3、移植 Linux 內核；
4、建立 Rootfs (根文件系統)；
5、安裝驅動程序；
6、安裝軟體；
熟悉這些嶔入式 Linux 的基本開發流程後，不再局限於 MIPS 處理器和無線路由器, 可以嘗試在其它處理器, 或者非無線路由器的系統移植嵌入式 Linux, 定製合適自己的應用軟體, 並建立一個完整的嵌入式產品。
由於CPU內核體系不同，造成很多應用程序移植到OpenWrt上的時候經常崩潰。
由於ADSL硬體模塊的驅動程序沒有開放源代碼，造成很多ADSL一體無線路由的ADSL模塊不能工作而造成功能缺失(RG100A和DB120除外)。
由於OpenWRT並不是官方發布的路由器固件，所以要使用(刷入該固件)有困難，而且其基於Linux，導致OpenWRT的入門門檻較高。
White RussianOpenWRT的初始版本，從2005年7月的White Russian RC1開始發展，一直到2007年1月才發布White Russian 0.9。
KamikazeOpenWRT的第二個版本，從2007年6月開始發布Kamikaze 7.06，一直更新到2010年1月的Kamikaze 8.09.2結束。這期間OpenWRT進行了大量改進，並為它的發展打下了堅實的基礎。
Backfire2010年03月04日，OpenWrt Backfire 10.03 Beta發布，該版本是開源的路由器固件,基於linux,功能強大,支持很多主流的平台和路由器,甚至支持國內的君正jz4740平台,是學習和開發嵌入式,也是工業、 商業應用理想平台。更新方面： brcm-2.4 更新到 2.4.37 kernel ，other targets 更新到 2.6.30 or 2.6.32 ，arm/mips平台的 gcc 更新到 4.3.3 ,powerpc的gcc更新到 4.4.3 ，uClibc 更新到 0.9.30.1 ， Broadcom 11g 晶元組的 b43 無線網卡驅動更新到 2.6 kernel ，支持Atheros 11n ath9k ，支持很多新的ar71xx設備，magicbox歸入ppc40x平台 。
2010年03月25日，OpenWrt 發布 Backfire 10.03-rc1，支持國內留下的 tp-link最新多款11n的路由器,是不是想讓路由器支持萬能中繼呢,或者增加路由器的多wan口支持呢,更多的這些高端路由才有的功能,或許能 讓家用路由輕松具備。
2010年04月07日，OpenWRT放出Backfire 10.03正式版。
2010年08月29日OpenWRT放出了Backfire 10.03.1。修正了很多BUG，提高了兼容性。TP-LINK WR841N v2 已經可以正常使用了，包括無線部分和上網部分。 自rc1之後的變動：改進了防DNS重綁定攻擊，改進了uhttpd穩定性， Rootfs生成修復(Orion景象)，修正了基於BRCM47XX的PCI初始化，添加了rtl8366 vlan 改變的 整合腳本，還原了一般x86鏡像 GRUB控制台，提高了ar71xx系列乙太網驅動程序性能，添加了ar7240 交換機驅動，一些swconfig 和 交換機驅動的改進，RDC 使用啟動載入器支持波特率，允許原生HID 支持 通過添加 kmod-input-hid，6in4:適當的處理了PPPoE連接並且修復了終端隧道更新。
鑒於開源軟體在國內的發展態勢，目前國內有基於OpenWRT改進而來的OpenWRT-DreamBox。這個版本的OpenWRT集成了了很多常用功能（包括離線下載等），而通過這個版本的OpenWRT便可以把一個路由器的功能發揮的淋漓盡致。
現在有越來越多的Maker開始折騰OpenWrt，但作為一個Maker新手來講，在網上還是很難找到一份系統的入門級資料。查找資料很辛苦，而且OpenWrt的門檻相對較高，希望這篇文章所提供的從零開始學OpenWrt編譯 + 刷機 + 使用教程能降低新手們的入門難度，當然，編譯過程非必須，一般的路由都可找到可用的穩定固件直接刷機。
1、安裝Ubuntu（編譯需要Linux環境），到其官網下載，版本根據自己所需選擇即可。可以選擇安裝到虛擬機或者物理機，圖形化安裝而且是中文版，連安裝都搞不定的，可以關閉本頁面了；（下載地址可以網路，回復貼中會提供）
2、切記不要改動軟體源，同時按住Ctrl + Alt + T，調出終端；
3、逐條輸入下列命令（及時驗證是否安裝成功）：
[php]
sudo apt-get install g++
sudo apt-get install libncurses5-dev
sudo apt-get install zlib1g-dev
sudo apt-get install bison
sudo apt-get install flex
sudo apt-get install unzip
sudo apt-get install autoconf
sudo apt-get install gawk
sudo apt-get install make
sudo apt-get install gettext
sudo apt-get install gcc
sudo apt-get install binutils
sudo apt-get install patch
sudo apt-get install bzip2
sudo apt-get install libz-dev
sudo apt-get install asciidoc
sudo apt-get install subversion
sudo apt-get install sphinxsearch
sudo apt-get install libtool
sudo apt-get install sphinx-common
[/php]
至此編譯環境搭建完成。
OpenWrt源碼分兩種，一種是最新但不是最穩定的Trunk開發版，一種是最穩定的Backfire版，建議下載官方源碼。下載前先在本地創建文件夾：
[php]
mkdir openwrt
sudo chmod 777 openwrt
cd openwrt
[/php]
選擇你想要的版本然後執行下載命令，下載結束會顯示版本號：
Trunk版下載命令：
[php]
svn co svn://svn.openwrt.org/openwrt/trunk/
[/php]
Backfire版下載命令：
[php]
svn co svn://svn.openwrt.org/openwrt/branches/backfire/
[/php]
添加軟體擴展包，將feeds.conf.default修改為feeds.conf：
[php]
cp feeds.conf.default feeds.conf
[/php]
更新擴展，安裝擴展：
[php]
./scripts/feeds update -a
./scripts/feeds install –a
[/php]
註：如果不是剛下載的源碼，為保持代碼為最新狀態，應定期運行svn update命令更新源碼。
測試編譯環境：
[php]
make defconfig
到這里就可以開始編譯自己的固件了。進入定製界面：
[php]
make menuconfig
[/php]
如果一切正常，會出現一個配置菜單，可以選擇要編譯的固件平台（晶元類型）、型號，還能選擇固件中要添加的功能和組件，配置好後保存並退出菜單即可。
[php]
openwrt-make
[/php]
如果你想修改源碼，應該在此步進行，如支持大容量Flash之類的修改，自己上網查到修改什麼文件什麼地方後，就在ubuntu圖形界面上進去找到文件，雙擊打開文本編輯器修改保存。
[php]
Make
[/php]
或者
[php]
make V=99
[/php]
或者
[php]
make -j V=99
[/php]
make是編譯命令，V=99表示輸出debug信息，V一定要大寫，如果要讓CPU全速編譯，就加上 -j 參數，第一次編譯最好不帶-j參數。
編譯過程保持聯網（會從網上下載一些源碼包），所以斷網可能造成編譯中斷，編譯所需時間與電腦CPU及網路環境有很大關系，第一次編譯時間較久，快則半小時長則2、3個小時，之後的編譯所需時間較短。編譯完成後會在源碼文件目錄出現bin文件夾（如trunk/bin/XXXX），如果你手裡的路由是原版固件需要刷OpenWrt需要選用XXX-factory.bin固件，如果路由已經刷了OpenWrt，選用升級固件XXXX-sysupgrade.bin升級用的，在升級界面升級即可。進到文件夾找到你需要的固件傳出（通過郵箱、網盤、U盤等），開始刷機吧。
要在路由器上使用OpenWrt，首先要將路由器固件刷新為OpenWrt，即相當於OpenWrt 系統的安裝，不同型號的路由器的安裝方法可能也會不一樣，但一般常用的有三種方法：
1.Web上傳固件更新（就是路由器設置或管理界面的那個固件更新）
2.PFTP上傳固件更新（最簡單的就是HFS了）
具體型號的路由器適用於哪種或哪幾種方法，需自行嘗試。
要對OpenWrt進行配置，一般有兩條途徑：
1.SSH登錄通過命令行控制
2.Web登錄通過Web界面設置
首次安裝OpenWrt後，需要設置密碼才可以使用SSH登錄，方法是使用telnet登錄或者Web登錄設置密碼。在Windows下面telnet和SSH登錄可以使用Putty，在Linux或Mac下可分別使用如下命令：
[php]
ssh –l root 192.168.1.1 //Linux
ssh –l [email protected] //Mac
[/php]
一般指令與常見Linux發行版相同，但是OpenWrt使用自己的包管理器：opkg，使用「opkg –help」查看幫助信息。以下是一些常用操作命令：
[php]
opkg update //更新軟體包列表
opkg install //在線安裝軟體包
opkg remove //移除軟體包
[/php]
登錄Web管理界面，前提是該OpenWrt系統中要安裝了Web界面，一般是Luci，登錄方式與普通路由器無異，打開瀏覽器，輸入路由器IP即可進入登錄界面，OpenWrt的默認IP是192.168.1.1。
到此，OpenWrt的大門已為你敞開。接下來，開始嘗試利用OpenWrt實現更多智能應用吧，比如單號多撥榨取運營商帶寬、綁定域名遠程式控制制、掛載大容量硬碟、搭建BT下載機、搭建網路攝像頭、Samba/DLNA家庭NAS共享、私有雲同步、FTP、個人網站/伺服器…
需要學會用ssh登錄路由器用linux命令查看。
ps 命令查看當前系統運行的進程信息
free 命令查看內存使用和swap掛載情況
ls 查看目錄和文件
cd 進入退出目錄
vi 查看編輯配置文件
安裝命令：
[php]
#opkg update
#opkg install nano
uci set network.lan.ipaddr=[lan ip]
[/php]
使用pppoe設置
Shell代碼
[php]
uci set network.wan.proto=pppoe //設置wan口類型為pppoe
uci set network.wan.username=[上網帳戶]
uci set network.wan.password=[上網密碼] //這兩行設置pppoe用戶名和密碼
[/php]
如果要掛在上級路由下面,就需要進行下面的設置
Shell代碼
[php]
uci set network.wan.proto=none //關掉wan
uci set network.lan.gateway=[上級路由ip] //網關指向上級路由
uci set network.lan.dns=[上級路由ip] //dns指向上級路由
uci set dhcp.lan.ignore=1 //關掉lan的dhcp
[/php]
最後對無線網路進行配置
Shell代碼
[php]
uci set wireless.@wifi-device[0].disabled=0 //打開無線
uci set wireless.@wifi-device[0].txpower=17 //設置功率為17dbm 太高會燒無線模塊
uci set wireless.@wifi-device[0].channel=6 //設置無線信道為6
uci set wireless.@wifi-iface[0].mode=ap //設置無線模式為ap
uci set wireless.@wifi-iface[0].ssid=[自己設置SSID] //設置無線SSID
uci set wireless.@wifi-iface[0].network=lan //無線鏈接到lan上
uci set wireless.@wifi-iface[0].encryption=psk2 //設置加密為WPA2-PSK
uci set wireless.@wifi-iface[0].key=[密碼] //設置無線密碼
[/php]
提交應用配置
Shell代碼
[php]
uci commit //應用
/etc/init.d/network restart //重啟網路服務
[/php]
安裝luci管理界面
Shell代碼
[php]
opkg update // 更新軟體列表
opkg list-installed // 查看已安裝軟體
opkg install luci // 安裝LUCI
opkg install luci-i18n-chinese // 支持中文
luci-app-firewall - 0.10.0-1
luci-i18n-english - 0.10.0-1
luci-lib-core - 0.10.0-1
luci-lib-ipkg - 0.10.0-1
luci-lib-lmo - 0.10.0-1
luci-lib-nixio - 0.10.0-1
luci-lib-sys - 0.10.0-1
luci-lib-web - 0.10.0-1
luci-mod-admin-core - 0.10.0-1
luci-mod-admin-full - 0.10.0-1
luci-proto-core - 0.10.0-1
luci-proto-ppp - 0.10.0-1
luci-sgi-cgi - 0.10.0-1
luci-theme-base - 0.10.0-1
luci-theme-openwrt - 0.10.0-1
[/php]
即可完成LUCI的安裝。
輸入以下命令開啟支持web服務的uhttpd，並設置其為自啟動：
Shell代碼
[php]
/etc/init.d/uhttpd enable # 開機自啟動
/etc/init.d/uhttpd start # 啟動uhttpd
[/php]
- Wifidog
你可以嘗試執行以下命令安裝Wifidog：
[php]
opkg update # Optional
opkg install wifidog
[/php]
--sftp安裝
[php]
opkg update
opkg install vsftpd openssh-sftp-server
/etc/init.d/vsftpd enable
/etc/init.d/vsftpd start
[/php]
小米埠轉發命令：
通過修改 /etc/config/firewall 這個文件來實現開放自己需要的埠到外網。
[php]
config rule 'httpdwan'
option src 'wan'
option dest_port '8088'
option proto 'tcp'
option target 'ACCEPT'
option name ''''httpd wan accept tcp port 8088''''
[/php]
保存後，執行 /etc/init.d/firewall restart 重啟防火牆。
SSH工具：
1.WINSCP（文件傳輸到路由器上嚴重推薦使用）
2.putty中文版 中文的使用的難度相對低一點
㈡ LINUX設備驅動程序如何與硬體通信
LINUX設備驅動程序是怎麼樣和硬體通信的?下面將由我帶大家來解答這個疑問吧，希望對大家有所收獲!
LINUX設備驅動程序與硬體設備之間的通信
設備驅動程序是軟體概念和硬體電路之間的一個抽象層，因此兩方面都要討論。到目前為止，我們已經討論詳細討論了軟體概念上的一些細節，現在討論另一方面，介紹驅動程序在Linux上如何在保持可移植性的前提下訪問I/O埠和I/O內存。
我們在需要示例的場合會使用簡單的數字I/O埠來講解I/O指令，並使用普通的幀緩沖區顯存來講解內存映射I/O。
I/O埠和I/O內存
計算機對每種外設都是通過讀寫它的寄存器進行控制的。大部分外設都有幾個寄存器，不管是在內存地址空間還是在I/O地址空間，這些寄存器的訪問地址都是連續的。
I/O埠就是I/O埠，設備會把寄存器映射到I/O埠，不管處理器是否具有獨立的I/O埠地址空間。即使沒有在訪問外設時也要模擬成讀寫I/O埠。
I/O內存是設備把寄存器映射到某個內存地址區段(如PCI設備)。這種I/O內存通常是首先方案，它不需要特殊的處理器指令，而且CPU核心訪問內存更有效率。
I/O寄存器和常規內存
盡管硬體寄存器和內存非常相似，但程序員在訪問I/O寄存器的時候必須注意避免由於CPU或編譯器不恰當的優化而改變預期的I/O動作。
I/O寄存器和RAM最主要的區別就是I/O操作具有邊際效應，而內存操作則沒有：由於內存沒有邊際效應，所以可以用多種 方法 進行優化，如使用高速緩存保存數值、重新排序讀/寫指令等。
編譯器能夠將數值緩存在CPU寄存器中而不寫入內存，即使儲存數據，讀寫操作也都能在高速緩存中進行而不用訪問物理RAM。無論是在編譯器一級或是硬體一級，指令的重新排序都有可能發生：一個指令序列如果以不同於程序文本中的次序運行常常能執行得更快。
在對常規內存進行這些優化的時候，優化過程是透明的，而且效果良好，但是對I/O操作來說這些優化很可能造成致命的錯誤，這是因為受到邊際效應的干擾，而這卻是驅動程序訪問I/O寄存器的主要目的。處理器無法預料某些 其它 進程(在另一個處理器上運行，或在在某個I/O控制器中發生的操作)是否會依賴於內存訪問的順序。編譯器或CPU可能會自作聰明地重新排序所要求的操作，結果會發生奇怪的錯誤，並且很難調度。因此，驅動程序必須確保不使用高速緩沖，並且在訪問寄存器時不發生讀或寫指令的重新排序。
由硬體自身引起的問題很解決：只要把底層硬體配置成(可以是自動的或是由Linux初始化代碼完成)在訪問I/O區域(不管是內存還是埠)時禁止硬體緩存即可。
由編譯器優化和硬體重新排序引起的問題的解決辦法是：對硬體(或其他處理器)必須以特定順序的操作之間設置內存屏障(memory barrier)。Linux提供了4個宏來解決所有可能的排序問題：
#include <linux/kernel.h>
void barrier(void)
這個函數通知編譯器插入一個內存屏障，但對硬體沒有影響。編譯後的代碼會把當前CPU寄存器中的所有修改過的數值保存到內存中，需要這些數據的時候再重新讀出來。對barrier的調用可避免在屏障前後的編譯器優化，但硬體完成自己的重新排序。
#include <asm/system.h>
void rmb(void);
void read_barrier_depends(void);
void wmb(void);
void mb(void);
這些函數在已編譯的指令流中插入硬體內存屏障;具體實現方法是平台相關的。rmb(讀內存屏障)保證了屏障之前的讀操作一定會在後來的讀操作之前完成。wmb保證寫操作不會亂序，mb指令保證了兩者都不會。這些函數都是barrier的超集。
void smp_rmb(void);
void smp_read_barrier_depends(void);
void smp_wmb(void);
void smp_mb(void);
上述屏障宏版本也插入硬體屏障，但僅僅在內核針對SMP系統編譯時有效;在單處理器系統上，它們均會被擴展為上面那些簡單的屏障調用。
設備驅動程序中使用內存屏障的典型形式如下：
writel(dev->registers.addr, io_destination_address);
writel(dev->registers.size, io_size);
writel(dev->registers.operation, DEV_READ);
wmb();
writel(dev->registers.control, DEV_GO);
在這個例子中，最重要的是要確保控制某種特定操作的所有設備寄存器一定要在操作開始之前已被正確設置。其中的內存屏障會強制寫操作以要求的順序完成。
因為內存屏障會影響系統性能，所以應該只用於真正需要的地方。不同類型的內存屏障對性能的影響也不盡相同，所以最好盡可能使用最符合需要的特定類型。
值得注意的是，大多數處理同步的內核原語，如自旋鎖和atomic_t操作，也能作為內存屏障使用。同時還需要注意，某些外設匯流排(比如PCI匯流排)存在自身的高速緩存問題，我們將在後面的章節中討論相關問題。
在某些體系架構上，允許把賦值語句和內存屏障進行合並以提高效率。內核提供了幾個執行這種合並的宏，在默認情況下，這些宏的定義如下：
#define set_mb(var, value) do {var = value; mb();} while 0
#define set_wmb(var, value) do {var = value; wmb();} while 0
#define set_rmb(var, value) do {var = value; rmb();} while 0
在適當的地方，<asm/system.h>中定義的這些宏可以利用體系架構特有的指令更快的完成任務。注意只有小部分體系架構定義了set_rmb宏。
使用I/O埠
I/O埠是驅動程序與許多設備之間的通信方式——至少在部分時間是這樣。本節講解了使用I/O埠的不同函數，另外也涉及到一些可移植性問題。
I/O埠分配
下面我們提供了一個注冊的介面，它允允許驅動程序聲明自己需要操作的埠：
#include <linux/ioport.h>
struct resource *request_region(unsigned long first, unsigned long n, const char *name);
它告訴內核，我們要使用起始於first的n個埠。name是設備的名稱。如果分配成功返回非NULL，如果失敗返回NULL。
所有分配的埠可從/proc/ioports中找到。如果我們無法分配到我們要的埠集合，則可以查看這個文件哪個驅動程序已經分配了這些埠。
如果不再使用這些埠，則用下面函數返回這些埠給系統：
void release_region(unsigned long start, unsigned long n);
下面函數允許驅動程序檢查給定的I/O埠是否可用：
int check_region(unsigned long first, unsigned long n);//不可用返回負的錯誤代碼
我們不贊成用這個函數，因為它返回成功並不能確保分配能夠成功，因為檢查和其後的分配並不是原子操作。我們應該始終使用request_region，因為這個函數執行了必要的鎖定，以確保分配過程以安全原子的方式完成。
操作I/O埠
當驅動程序請求了需要使用的I/O埠范圍後，必須讀取和/或寫入這些埠。為此，大多數硬體都會把8位、16位、32位區分開來。它們不能像訪問系統內存那樣混淆使用。
因此，C語言程序必須調用不同的函數訪問大小不同的埠。那些只支持映射的I/O寄存器的計算機體系架構通過把I/O埠地址重新映射到內存地址來偽裝埠I/O，並且為了易於移植，內核對驅動程序隱藏了這些細節。Linux內核頭文件中(在與體系架構相關的頭文件<asm/io.h>中)定義了如下一些訪問I/O埠的內聯函數：
unsigned inb(unsigned port);
void outb(unsigned char byte, unsigned port);
位元組讀寫埠。
unsigned inw(unsigned port);
void outw(unsigned short word, unsigned port);
訪問16位埠
unsigned inl(unsigned port);
void outl(unsigned longword, unsigned port);
訪問32位埠
在用戶空間訪問I/O埠
上面這些函數主要是提供給設備驅動程序使用的，但它們也可以用戶空間使用，至少在PC類計算機上可以使用。GNU的C庫在<sys/io.h>中定義了這些函數。如果要要用戶空間使用inb及相關函數，則必須滿足正下面這些條件：
編譯程序時必須帶有-O選項來強制內聯函數的展開。
必須用ioperm(獲取單個埠的許可權)或iopl(獲取整個I/O空間)系統調用來獲取對埠進行I/O操作的許可權。這兩個函數都是x86平台特有的。
必須以root身份運行該程序才能調用ioperm或iopl。或者進程的祖先進程之一已經以root身份獲取對埠的訪問。
如果宿主平台沒有以上兩個系統調用，則用戶空間程序仍然可以使用/dev/port設備文件訪問I/O埠。不過要注意，該設備文件的含義與平台密切相關，並且除PC平台以處，它幾乎沒有什麼用處。
串操作
以上的I/O操作都是一次傳輸一個數據，作為補充，有些處理器實現了一次傳輸一個數據序列的特殊指令，序列中的數據單位可以是位元組、字、雙字。這些指令稱為串操作指令，它們執行這些任務時比一個C語言編寫的循環語句快得多。下面列出的宏實現了串I/O：
void insb(unsigned port, void *addr, unsigned long count);
void outsb(unsigned port, void *addr, unsigned long count);從內存addr開始連續讀/寫count數目的位元組。只對單一埠port讀取或寫入數據
void insw(unsigned port, void *addr, unsigned long count);
void outsw(unsigned port, void *addr, unsigned long count);對一個16位埠讀寫16位數據
void insl(unsigned port, void *addr, unsigned long count);
void outsl(unsigned port, void *addr, unsigned long count);對一個32位埠讀寫32位數據
在使用串I/O操作函數時，需要銘記的是：它們直接將位元組流從埠中讀取或寫入。因此，當埠和主機系統具有不同的位元組序時，將導致不可預期的結果。使用inw讀取埠將在必要時交換位元組，以便確保讀入的值匹配於主機的位元組序。然而，串函數不會完成這種交換。
暫停式I/O
在處理器試圖從匯流排上快速傳輸數據時，某些平台(特別是i386)就會出現問題。當處理器時鍾比外設時鍾(如ISA)快時就會出現問題，並且在設備板上特別慢時表現出來。為了防止出現丟失數據的情況，可以使用暫停式的I/O函數來取代通常的I/O函數，這些暫停式的I/O函數很像前面介紹的那些I/O函數，不同之處是它們的名字用_p結尾，如inb_p、outb_p等等。在linux支持的大多數平台上都定義了這些函數，不過它們常常擴展為非暫停式I/O同樣的代碼，因為如果不使用過時的外設匯流排就不需要額外的暫停。
平台相關性
I/O指令是與處理器密切相關的。因為它們的工作涉及到處理器移入移出數據的細節，所以隱藏平台間的差異非常困難。因此，大部分與I/O埠相關的源代碼都與平台相關。
回顧前面函數列表可以看到有一處不兼容的地方，即數據類型。函數的參數根據各平台體系架構上的不同要相應地使用不同的數據類型。例如，port參數在x86平台上(處理器只支持64KB的I/O空間)上定義為unsigned short，但在其他平台上定義為unsigned long，在這些平台上，埠是與內存在同一地址空間內的一些特定區域。
感興趣的讀者可以從io.h文件獲得更多信息，除了本章介紹的函數，一些與體系架構相關的函數有時也由該文件定義。
值得注意的是，x86家族之外的處理器都不為埠提供獨立的地址空間。
I/O操作在各個平台上執行的細節在對應平台的編程手冊中有詳細的敘述;也可以從web上下載這些手冊的PDF文件。
I/O埠示例
演示設備驅動程序的埠I/O的示例代碼運行於通用的數字I/O埠上，這種埠在大多數計算機平台上都能找到。
數字I/O埠最常見的一種形式是一個位元組寬度的I/O區域，它或者映射到內存，或者映射到埠。當把數字寫入到輸出區域時，輸出引腳上的電平信號隨著寫入的各位而發生相應變化。從輸入區域讀取到的數據則是輸入引腳各位當前的邏輯電平值。
這類I/O埠的具體實現和軟體介面是因系統而異的。大多數情況下，I/O引腳由兩個I/O區域控制的：一個區域中可以選擇用於輸入和輸出的引腳，另一個區域中可以讀寫實際的邏輯電平。不過有時情況簡單些，每個位不是輸入就是輸出(不過這種情況下就不能稱為“通用I/O"了);在所有個人計算機上都能找到的並口就是這樣的非通用的I/O埠。
並口簡介
並口的最小配置由3個8位埠組成。第一個埠是一個雙向的數據寄存器，它直接連接到物理連接器的2~9號引腳上。第二個埠是一個只讀的狀態寄存器;當並口連接列印機時，該寄存器 報告 列印機狀態，如是否是線、缺紙、正忙等等。第三個埠是一個只用於輸出的控制寄存器，它的作用之一是控制是否啟用中斷。
如下所示：並口的引腳
示例驅動程序
while(count--) {
outb(*(ptr++), port);
wmb();
}
使用I/O內存
除了x86上普遍使的I/O埠之外，和設備通信的另一種主要機制是通過使用映射到內存的寄存器或設備內存，這兩種都稱為I/O內存，因為寄存器和內存的差別對軟體是透明的。
I/O內存僅僅是類似RAM的一個區域，在那裡處理器可以通過匯流排訪問設備。這種內存有很多用途，比如存放視頻數據或乙太網數據包，也可以用來實現類似I/O埠的設備寄存器(也就是說，對它們的讀寫也存在邊際效應)。
根據計算機平台和所使用匯流排的不同，i/o內存可能是，也可能不是通過頁表訪問的。如果訪問是經由頁表進行的，內核必須首先安排物理地址使其對設備驅動程序可見(這通常意味著在進行任何I/O之前必須先調用ioremap)。如果訪問無需頁表，那麼I/O內存區域就非常類似於I/O埠，可以使用適當形式的函數讀取它們。
不管訪問I/O內存是否需要調用ioremap，都不鼓勵直接使用指向I/O內存的指針。相反使用包裝函數訪問I/O內存，這一方面在所有平台上都是安全的，另一方面，在可以直接對指針指向的內存區域執行操作的時候，這些函數是經過優化的。並且直接使用指針會影響程序的可移植性。
I/O內存分配和映射
在使用之前，必須首先分配I/O區域。分配內存區域的介面如下(在<linux/ioport.h>中定義)：
struct resource *request_mem_region(unsigned long start, unsigned long len, char *name);
該函數從start開始分配len位元組長的內存區域。如果成功返回非NULL，否則返回NULL值。所有的I/O內存分配情況可從/proc/iomem得到。
不再使用已分配的內存區域時，使用如下介面釋放：
void release_mem_region(unsigned long start, unsigned long len);
下面函數用來檢查給定的I/O內存區域是否可用的老函數：
int check_mem_region(unsigned long start, unsigned long len);//這個函數和check_region一樣不安全，應避免使用
分配內存之後我們還必須確保該I/O內存對內存而言是可訪問的。獲取I/O內存並不意味著可引用對應的指針;在許多系統上，I/O內存根本不能通過這種方式直接訪問。因此，我們必須由ioremap函數建立映射，ioremap專用於為I/O內存區域分配虛擬地址。
我們根據以下定義來調用ioremap函數：
#include <asm/io.h>
void *ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size);
void *ioremap_nocache(unsigned long phys_addr, unsigned long size);在大多數計算機平台上，該函數和ioremap相同：當所有I/O內存已屬於非緩存地址時，就沒有必要實現ioremap的獨立的，非緩沖版本。
void iounmap(void *addr);
記住，由ioremap返回的地址不應該直接引用，而應該使用內核提供的accessor函數。
訪問I/O內存
在某些平台上我們可以將ioremap的返回值直接當作指針使用。但是，這種使用不具有可移植性，訪問I/O內存的正確方法是通過一組專用於些目的的函數(在<asm/io.h>中定義)。
從I/O內存中讀取，可使用以下函數之一：
unsigned int ioread8(void *addr);
unsigned int ioread16(void *addr);
unsigned int ioread32(void *addr);
其中，addr是從ioremap獲得的地址(可能包含一個整數偏移量);返回值是從給定I/O內存讀取到的值。
寫入I/O內存的函數如下：
void iowrite8(u8 value, void *addr);
void iowrite16(u16 value, void *addr);
void iowrite32(u32 value, void *addr);
如果必須在給定的I/O內存地址處讀/寫一系列值，則可使用上述函數的重復版本：
void ioread8_rep(void *addr, void *buf, unsigned long count);
void ioread16_rep(void *addr, void *buf, unsigned long count);
void ioread32_rep(void *addr, void *buf, unsigned long count);
void iowrite8_rep(void *addr, const void *buf, unsigned long count);
void iowrite16_rep(void *addr, const void *buf, unsigned long count);
void iowrite32_rep(void *addr, const void *buf, unsigned long count);
上述函數從給定的buf向給定的addr讀取或寫入count個值。count以被寫入數據的大小為單位。
上面函數均在給定的addr處執行所有的I/O操作，如果我們要在一塊I/O內存上執行操作，則可以使用下面的函數：
void memset_io(void *addr, u8 value, unsigned int count);
void memcpy_fromio(void *dest, void *source, unsigned int count);
void memcpy_toio(void *dest, void *source, unsigned int count);
上述函數和C函數庫的對應函數功能一致。
像I/O內存一樣使用I/O埠
某些硬體具有一種有趣的特性：某些版本使用I/O埠，而其他版本則使用I/O內存。導出給處理器的寄存器在兩種情況下都是一樣的，但訪問方法卻不同。為了讓處理這類硬體的驅動程序更加易於編寫，也為了最小化I/O埠和I/O內存訪問這間的表面區別，2.6內核引入了ioport_map函數：
void *ioport_map(unsigned long port, unsigned int count);
該函數重新映射count個I/O埠，使其看起來像I/O內存。此後，驅動程序可在該函數返回的地址上使用ioread8及其相關函數，這樣就不必理會I/O埠和I/O內存之間的區別了。
當不需要這種映射時使用下面函數一撤消：
void ioport_unmap(void *addr);
這些函數使得I/O埠看起來像內存。但需要注意的是，在重新映射之前，我們必須通過request_region來分配這些I/O埠。
為I/O內存重用short
前面介紹的short示例模塊訪問的是I/O埠，它也可以訪問I/O內存。為此必須在載入時通知它使用I/O內存，另外還要修改base地址以使其指向I/O區域。
下例是在MIPS開發板上點亮調試用的LED：
mips.root# ./short_load use_mem=1 base = 0xb7ffffc0
mips.root# echo -n 7 > /dev/short0
下面代碼是short寫入內存區域時使用的循環：
while(count--) {
iowrite8(*ptr++, address);
wmb();
}
1MB地址空間之下的ISA內存
最廣為人知的I/O內存區之一就是個人計算機上的ISA內存段。它的內存范圍在64KB(0xA0000)到1MB(0x100000)之間，因此它正好出現在常規系統RAM的中間。這種地址看上去有點奇怪，因為這個設計決策是20世紀80年代早期作出的，在當時看來沒有人會用到640KB以上的內存。
㈢ linux 啟動時何時初始化console，串口等
1、LINUX下TTY、CONSOLE、串口之間是怎樣的層次關系？具體的函數介面是怎樣的？串口是如何被調用的？
2、printk函數是把信息發送到控制台上吧？如何讓PRINTK把信息通過串口送出？或者說系統在什麼地方來決定是將信息送到顯示器還是串口？
3、start_kernel中一開始就用到了printk函數（好象是printk(linux_banner什麼的），在 這個時候整個內核還沒跑起來呢那這時候的printk是如何被調用的？在我們的系統中，系統啟動是用的現代公司的BOOTLOADER程序，後來好象跳到了LINUX下的head-armv.s， 然後跳到start_kernel，在bootloader 里串口已經是可用的了，那麼在進入內核後是不是要重新設置？
以上問題可能問的比較亂，因為我自己腦子里也比較亂，主要還是對tty,console,serial之間的關系，特別是串口是如何被調用的沒搞清這方面的資料又比較少（就情景分析中講了一點），希望高手能指點一二，非常謝！
我最近也在搞這方面的東西，也是寫一個串口設備的驅動
搞了將近一個月了，其中上網找資料，看源代碼，什麼都做了
但還是一蹋糊塗的，有些問題還是不明白，希望一起討論討論
在/proc/device（沒記錯應該是這個文件）
裡面有一個叫serial的驅動，其主設備號是4，次設備號是64-12X（沒記錯應該是這個范圍）
大家都知道，串口的次設備號是從64開始的，串口1 /dev/ttyS0就對應次設備號64，串口2就對應65
問題是現在我機上只有兩個串口，它注冊這么多次設備號來干什麼？
對於一個接在串口1的設備，在我注冊驅動的時候
我是需要自己找一個主設備號呢？
還是就用主設備號4，次設備號從上面12X的後面選？
還是就用主設備號4，次設備號64？
在linux的內核中有一個tty層，我看好像有些串口驅動是從這里開始的
例如調用tty_register_driver()來注冊驅動
就像在pci子系統里調用pci_register_driver()那樣的
那麼，用這種機制來注冊的驅動，
它是直接對串口的埠操作呢（例如用inb(),outb()....之類的）
還是某些更底層的驅動介面呢？
這些問題纏了我很久都沒解決，搞得最後不得不放棄
現在轉向用戶空間的應用程序，看能不能有些更高效的方法來實現
（在用戶空間只能用open("/dev/ttyS0", O_RDWR)來實現了）
另外還有，系統里已經為我們實現了串口的驅動
所以我們在用戶空間的程序里直接open("/dev/ttyS0")就可用了
但是現在要寫的是接在串口上的設備的驅動
在內核模塊中可不可以包含某個頭文件，然後就可以直接用串口驅動中的介面呢？
看到你們的問題後，感覺很有典型性，因此花了點工夫看了一下，做了一些心得貼在這里，歡迎討論並指正：
1、LINUX下TTY、CONSOLE、串口之間是怎樣的層次關系？具體的函數介面是怎樣的？串口是如何被調用的？
tty和console這些概念主要是一些虛設備的概念，而串口更多的是指一個真正的設備驅動Tty實際是一類終端I/O設備的抽象，它實際上更多的是一個管理的概念，它和tty_ldisc（行規程）和tty_driver（真實設備驅動）組合在一起，目的是向上層的VFS提供一個統一的介面通過file_operations結構中的tty_ioctl可以對其進行配置。查tty_driver，你將得到n個結果，實際都是相關晶元的驅動因此，可以得到的結論是（實際情況比這復雜得多）：每個描述tty設備的tty_struct在初始化時必然掛如了某個具體晶元的字元設備驅動（不一定是字元設備驅動），可以是很多，包括顯卡或串口chip不知道你的ARM Soc是那一款，不過看情況你們應該用的是常見的chip，這些驅動實際上都有而console是一個緩沖的概念，它的目的有一點類似於tty實際上console不僅和tty連在一起，還和framebuffer連在一起，具體的原因看下面的鍵盤的中斷處理過程Tty的一個子集需要使用console(典型的如主設備號4，次設備號1―64)，但是要注意的是沒有console的tty是存在的
而串口則指的是tty_driver舉個典型的例子：
分析一下鍵盤的中斷處理過程：
keyboard_interrupt―>handle_kbd_event―>handle_keyboard_event―>handle_scancode
void handle_scancode(unsigned char scancode, int down)
{
……..
tty = ttytab? ttytab[fg_console]: NULL;
if (tty && (!tty->driver_data)) {
……………
tty = NULL;
}
………….
schele_console_callback();
}
這段代碼中的兩個地方很值得注意，也就是除了獲得tty外（通過全局量tty記錄），還進行了console 回顯schele_console_callbackTty和console的關系在此已經很明了！！！
2、printk函數是把信息發送到控制台上吧？如何讓PRINTK把信息通過串口送出？或者說系統在什麼地方來決定是將信息送到顯示器還是串口？
具體看一下printk函數的實現就知道了，printk不一定是將信息往控制台上輸出，設置kernel的啟動參數可能可以打到將信息送到顯示器的效果。函數前有一段英文，很有意思：
/*This is printk. It can be called from any context. We want it to work.
*
* We try to grab the console_sem. If we succeed, it's easy - we log the output and
* call the console drivers. If we fail to get the semaphore we place the output
* into the log buffer and return. The current holder of the console_sem will
* notice the new output in release_console_sem() and will send it to the
* consoles before releasing the semaphore.
*
* One effect of this deferred printing is that code which calls printk() and
* then changes console_loglevel may break. This is because console_loglevel
* is inspected when the actual printing occurs.
*/
這段英文的要點：要想對console進行操作，必須先要獲得console_sem信號量如果獲得console_sem信號量，則可以「log the output and call the console drivers」，反之，則「place the output into the log buffer and return」，實際上，在代碼：
asmlinkage int printk(const char *fmt, ...)
{
va_list args;
unsigned long flags;
int printed_len;
char *p;
static char printk_buf[1024];
static int log_level_unknown = 1;
if (oops_in_progress) { /*如果為1情況下，必然是系統發生crush*/
/* If a crash is occurring, make sure we can't deadlock */
spin_lock_init(&logbuf_lock);
/* And make sure that we print immediately */
init_MUTEX(&console_sem);
}
/* This stops the holder of console_sem just where we want him */
spin_lock_irqsave(&logbuf_lock, flags);
/* Emit the output into the temporary buffer */
va_start(args, fmt);
printed_len = vsnprintf(printk_buf, sizeof(printk_buf), fmt, args);/*對傳入的buffer進行處理，注意還不是
真正的對終端寫，只是對傳入的string進行格式解析*/
va_end(args);
/*Copy the output into log_buf. If the caller didn't provide appropriate log level tags, we insert them here*/
/*注釋很清楚*/
for (p = printk_buf; *p; p++) {
if (log_level_unknown) {
if (p[0] != '<' || p[1] < '0' || p[1] > '7' || p[2] != '>') {
emit_log_char('<');
emit_log_char(default_message_loglevel + '0');
emit_log_char('>');
}
log_level_unknown = 0;
}
emit_log_char(*p);
if (*p == ' ')
log_level_unknown = 1;
}
if (!arch_consoles_callable()) {
/*On some architectures, the consoles are not usable on secondary CPUs early in the boot process.*/
spin_unlock_irqrestore(&logbuf_lock, flags);
goto out;
}
if (!down_trylock(&console_sem)) {
/*We own the drivers. We can drop the spinlock and let release_console_sem() print the text*/
spin_unlock_irqrestore(&logbuf_lock, flags);
console_may_schele = 0;
release_console_sem();
} else {
/*Someone else owns the drivers. We drop the spinlock, which allows the semaphore holder to
proceed and to call the console drivers with the output which we just proced.*/
spin_unlock_irqrestore(&logbuf_lock, flags);
}
out:
return printed_len;
}
實際上printk是將format後的string放到了一個buffer中，在適當的時候再加以show,這也回答了在start_kernel中一開始就用到了printk函數的原因
3、start_kernel中一開始就用到了printk函數（好象是printk(linux_banner什麼的)，在這個時候整個內核還沒跑起來呢。那這時候的printk是如何被調用的？在我們的系統中，系統啟動是用的現代公司的BOOTLOADER程序，後來好象跳到了LINUX下的head-armv.s， 然後跳到start_kernel，在bootloader 里串口已經是可用的了，那麼在進入內核後是不是要重新設置？
Bootloader一般會做一些基本的初始化，將kernel拷貝物理空間，然後再跳到kernel去執行。可以肯定的是kernel肯定要對串口進行重新設置，原因是Bootloader有很多種，有些不一定對串口進行設置，內核不能依賴於bootloader而存在。
多謝樓上大俠，分析的很精闢。我正在看printk函數。
我們用的CPU是hynix的hms7202。在評估板上是用串口0作
控制台，所有啟動過程中的信息都是通過該串口送出的。
在bootloader中定義了函數ser_printf通過串口進行交互。
但我還是沒想明白在跳轉到linux內核而console和串口尚未
初始化時printk是如何能夠工作的？我看了start_kernel
的過程（並通過超級終端作了一些跟蹤），console的初始化
是在console_init函數里，而串口的初始化實際上是在1號
進程里（init->do_basic_setup->do_initcalls->rs_init)，
那麼在串口沒有初始化以前prink是如何工作的？特別的，在
start_kernel一開始就有printk(linux_banner)，而這時候
串口和console都尚未初始化呢。
在start_kernel一開始就有printk(linux_banner)，而這時候串口和console都尚未初始化?
仔細分析printk可以對該問題進行解答代碼中的：
/* Emit the output into the temporary buffer */
va_start(args, fmt);
printed_len = vsnprintf(printk_buf, sizeof(printk_buf), fmt, args);
va_end(args);
將輸入放到了printk_buf中，接下來的
for (p = printk_buf; *p; p++) {
if (log_level_unknown) {
if (p[0] != '<' || p[1] < '0' || p[1] > '7' || p[2] != '>') {
emit_log_char('<');
emit_log_char(default_message_loglevel + '0');
emit_log_char('>');
}
log_level_unknown = 0;
}
emit_log_char(*p);
if (*p == ' ')
log_level_unknown = 1;
}
則將printk_buf中的內容進行解析並放到全局的log_buf（在emit_log_char函數）中if (!down_trylock(&console_sem)) {
/*
* We own the drivers. We can drop the spinlock and let
* release_console_sem() print the text
*/
spin_unlock_irqrestore(&logbuf_lock, flags);
console_may_schele = 0;
release_console_sem();
} else {
/*
* Someone else owns the drivers. We drop the spinlock, which
* allows the semaphore holder to proceed and to call the
* console drivers with the output which we just proced.
*/
spin_unlock_irqrestore(&logbuf_lock, flags);
}
則是根據down_trylock(&console_sem)的結果調用release_console_sem()，在release_console_sem()中才真正的對全局的log_buf中的內容相應的console設備驅動進行處理。至此，可以得到如下的一些結論：
（1）printk的主操作實際上還是針對一個buffer(log_buf),該buffer中的內容是否顯示（或者說向終端輸出），則要看是否可以獲得console_sem（2）printk所在的文件為printk.c，是和體系結構無關的，因此對任何平台都一樣。 可以推測的結論是：
（1）kernel在初始化時將console_sem標為了locked，因此在start_kernel一開始的printk(linux_banner)中實際只將輸入寫入了緩沖，等在串口和console初始化後，對printk的調用才一次將緩沖中的內容向串口和console輸出。 （2）在串口和console的初始化過程中，必然有對console_sem的up操作。
（3）因此，在embedded的調試中，如果在console的初始化之前系統出了問題，不會有任何的輸出。 唯一可以使用的只能是led或jtag了。（4）因此，你的問題可以看出解答。2.console的初始化.
不知道你用的是那一個內核版本，在我看的2.4.18和2.4.19中，都是在start_kernel中就對console進行的初始化。從前面的分析來看，console的初始化不應該太晚，否則log_buf有可能溢出。
多謝樓上，分析的很精彩！
我們用的內核版本是2.4.18，console的初始化確實是在
start_kernel->console->init。關於tty和串口，我這里還想再問一下tty設備的操作的總入口
是
static struct file_operations tty_fops = {
llseek: no_llseek,
read: tty_read,
write: tty_write,
poll: tty_poll,
ioctl: tty_ioctl,
open: tty_open,
release: tty_release,
fasync: tty_fasync,
};
而對串口的操作定義在：
static struct tty_driver serial_driver 這個結構中
serial.c中的多數函數都是填充serial_driver中的函數指針
那麼在對串口操作時，應該是先調用tty_fops中的操作（比如
tty_open等），然後再分流到具體的串口操作（rs_open等）吧？
但tty_driver（對串口就是serial_driver)中有很多函數指針
並不跟file_operations中的函數指針對應，不知道這些對應
不上的操作是如何被執行的？比如put_char,flush_char,read_proc,
write_proc,start,stop等。
以下是我對這個問題的一些理解：
這實際上還是回到原先的老問題，即tty和tty_driver之間的關系。從實現上看，tty_driver實際上是tty機制的實現組件之一，借用面向對象設計中的常用例子，這時的tty_driver就象是tty這部汽車的輪胎，tty這部汽車要正常運行，還要tty_ldisc（行規程），termios，甚至struct tq_struct tq_hangup（看tty_struct）等基礎設施。它們之間的關系並非繼承。至於tty_driver中的函數指針，再打個C++中的比喻，它們實際上很象虛函數，也就是說，可以定義它們，但並不一定實現它們、實際上還不用說tty_driver，只要查一下serial_driver都會發現n多個具體的實現，但對各個具體的設備，其tty_driver中的函數不一定全部實現、所以put_char,flush_char,read_proc, write_proc,start,stop這些函數的情況是有可能實現，也有可能不實現 即使被實現，也不一定為上層(VFS層)所用.
㈣ 如何給linux安裝新內核
一、獲取內核源碼
二、解壓內核源碼
首先以root帳號登錄，然後進入/usr/src子目錄。如果用戶在安裝Linux時，安裝了內核的源代碼，則會發現一個linux-x.y.z的子目錄。該目錄下存放著內核x.y.z的源代碼。此外，還會發現一個指向該目錄的鏈接linux。刪除該連接，然後將新內核的源文件拷貝到/usr/src目錄中，並解壓:
#tarzxvfLinux-2.3.14.tar.gz
文件釋放成功後，在/usr/src目錄下會生成一個linux子目錄。其中包含了內核2.3.14的全部源代碼。將/usr/include/asm、/usr/inlude/linux、/usr/include/scsi鏈接到/usr/src/linux/include目錄下的對應目錄中。
#cd/usr/include
#rm-Rfasmlinux
#ln-s/usr/src/linux/include/asm-i386asm
#ln-s/usr/src/linux/include/linuxlinux
#ln-s/usr/src/linux/include/scsiscsi
刪除源代碼目錄中殘留的.o文件和其它從屬文件。
#cd/usr/src/linux
#makemrproper
三.增量補丁
有時不需要完全重新安裝，只需打增量補丁，類似升級，在內核源碼樹根目錄運行:
patch-p1<../patch-x.y.z
四.內核源碼樹目錄：
arch：包含和硬體體系結構相關的代碼，每種平台佔一個相應基啟的目錄。和32位PC相關的代碼存放在i386目錄下，其中比較重要的包括kernel（內核核心部分）、mm（內存管理）、math-emu（浮點單元模擬）、lib（硬體相關工具函數）、boot（引導程序）、pci（PCI匯流排）和power（CPU相關狀態）。
block：部分塊設備驅動程序。
crypto：常用加密和散列演算法（如AES、SHA等），還有一些壓縮和CRC校驗演算法。
Documentation：關於內核各部分的通用解釋和注釋。
drivers：設備驅動程序，每個不同的驅動占亂明用一個子目錄。
fs：各種支持的文件系統，如ext、fat、ntfs等。
include：頭文件。其中，和系統相關的頭文件被放置在linux子目錄下。
init：內核初始化代碼（注意不是系統引導代碼）。
ipc：進程間通信的代碼。
kernel：內核的最核心部分，包括進程調度、定時器等，和平台相關的一部分代碼放在arch/*/kernel目錄下。
lib：庫文件代碼。
mm：內存管理代碼，和平台相關的一部分代碼放在arch/*/mm目錄下。
net：網路相關代碼，實現了各種常見的網路協議。
scripts：用於配置內核文件的腳本文件。
security：主要是一個SELinux的模塊。
sound：常用音頻設備的驅動程序等。
usr：實現了一個cpio。
在i386體系下，系統引導將從arch/i386/kernel/head.s開始執行，並進而轉移到init/main.c中的main()函數初始化內核。
五.配置內核
#cd/usr/src/linux
內核配置方法有三種：
（1）命令行:makeconfig
（2）菜單模式的配置界面:makemenuconfig
(3)Xwindow:makexconfig
Linux的內核配置程序提供了一系列配置選項。對於每一個配置選項，用戶可以回答"y"、"m"或"n"。其中"y"表示將相應特性的支持或設備驅動程序編譯進內核；"m"表示將相應特性的支持或設備驅動程序編譯成可載入模塊，在需要時，可由系統或用戶自行加入到內核中去；"n"表示內核不提供相應特性或驅動程序的支持。由於內核的配置選項非常多，本文只介紹一些比較重要的選項。
1、Codematurityleveloptions（代碼成熟度選項）
Promptfordevelopmentand/orincompletecode/drivers(CONFIG_EXPERIMENTAL)[N/y/?]如果用戶想要使用還處於測試階段的代碼或驅搏陪如動，可以選擇「y」。如果想編譯出一個穩定的內核，則要選擇「n」。
2、Processortypeandfeatures（處理器類型和特色）
（1）、Processorfamily(386,486/Cx486,586/K5/5x86/6x86,Pentium/K6/TSC,PPro/6x86MX)[PPro/6x86MX]選擇處理器類型，預設為Ppro/6x86MX。
（2）、MaximumPhysicalMemory(1GB,2GB)[1GB]內核支持的最大內存數，預設為1G。
（3）、Mathemulation(CONFIG_MATH_EMULATION)[N/y/?]協處理器模擬，預設為不模擬。
（4）、MTRR(MemoryTypeRangeRegister)support(CONFIG_MTRR)[N/y/?]
選擇該選項，系統將生成/proc/mtrr文件對MTRR進行管理，供Xserver使用。
（5）、Symmetricmulti-processingsupport(CONFIG_SMP)[Y/n/?]選擇「y」，內核將支持對稱多處理器。
3、Loadablemolesupport（可載入模塊支持）
（1）、Enableloadablemolesupport(CONFIG_MODULES)[Y/n/?]選擇「y」，內核將支持載入模塊。
（2）、Kernelmoleloader(CONFIG_KMOD)[N/y/?]選擇「y」，內核將自動載入那些可載入模塊，否則需要用戶手工載入。
4、Generalsetup（一般設置）
（1）、Networkingsupport(CONFIG_NET)[Y/n/?]該選項設置是否在內核中提供網路支持。
（2）、PCIsupport(CONFIG_PCI)[Y/n/?]該選項設置是否在內核中提供PCI支持。
（3）、PCIaccessmode(BIOS,Direct,Any)[Any]該選項設置Linux探測PCI設備的方式。選擇「BIOS」，Linux將使用BIOS；選擇「Direct」，Linux將不通過BIOS；選擇「Any」，Linux將直接探測PCI設備，如果失敗，再使用BIOS。
（4）Parallelportsupport(CONFIG_PARPORT)[N/y/m/?]選擇「y」，內核將支持平行口。
5、PlugandPlayconfiguration（即插即用設備支持）
（1）、PlugandPlaysupport(CONFIG_PNP)[Y/m/n/?]選擇「y」，內核將自動配置即插即用設備。
（2）、ISAPlugandPlaysupport(CONFIG_ISAPNP)[Y/m/n/?]選擇「y」，內核將自動配置基於ISA匯流排的即插即用設備。
6、Blockdevices（塊設備）
（1）、NormalPCfloppydisksupport(CONFIG_BLK_DEV_FD)[Y/m/n/?]選擇「y」，內核將提供對軟盤的支持。
（2）、EnhancedIDE/MFM/RLLdisk/cdrom/tape/floppysupport(CONFIG_BLK_DEV_IDE)[Y/m/n/?]選擇「y」，內核將提供對增強IDE硬碟、CDROM和磁帶機的支持。
7、Networkingoptions（網路選項）
（1）、Packetsocket(CONFIG_PACKET)[Y/m/n/?]選擇「y」，一些應用程序將使用Packet協議直接同網路設備通訊，而不通過內核中的其它中介協議。
（2）、Networkfirewalls(CONFIG_FIREWALL)[N/y/?]選擇「y」，內核將支持防火牆。
（3）、TCP/IPnetworking(CONFIG_INET)[Y/n/?]選擇「y」，內核將支持TCP/IP協議。
（4）TheIPXprotocol(CONFIG_IPX)[N/y/m/?]選擇「y」，內核將支持IPX協議。
（5）、AppletalkDDP(CONFIG_ATALK)[N/y/m/?]選擇「y」，內核將支持AppletalkDDP協議。
8、SCSIsupport（SCSI支持）
如果用戶要使用SCSI設備，可配置相應選項。
9、Networkdevicesupport（網路設備支持）
Networkdevicesupport(CONFIG_NETDEVICES)[Y/n/?]選擇「y」，內核將提供對網路驅動程序的支持。
10、Ethernet(10or100Mbit)（10M或100M乙太網）
在該項設置中，系統提供了許多網卡驅動程序，用戶只要選擇自己的網卡驅動就可以了。此外，用戶還可以根據需要，在內核中加入對FDDI、PPP、SLIP和無線LAN（WirelessLAN）的支持。
11、Characterdevices（字元設備）
（1）、Virtualterminal(CONFIG_VT)[Y/n/?]選擇「y」，內核將支持虛擬終端。
（2）、(CONFIG_VT_CONSOLE)[Y/n/?]
選擇「y」，內核可將一個虛擬終端用作系統控制台。
（3）、Standard/generic(mb)serialsupport(CONFIG_SERIAL)[Y/m/n/?]
選擇「y」，內核將支持串列口。
（4）、Supportforconsoleonserialport(CONFIG_SERIAL_CONSOLE)[N/y/?]
選擇「y」，內核可將一個串列口用作系統控制台。
12、Mice（滑鼠）
PS/2mouse(aka"auxiliarydevice")support(CONFIG_PSMOUSE)[Y/n/?]如果用戶使用的是PS/2滑鼠，則該選項應該選擇「y」。
13、Filesystems（文件系統）
（1）、Quotasupport(CONFIG_QUOTA)[N/y/?]選擇「y」，內核將支持磁碟限額。
（2）、Kernelautomountersupport(CONFIG_AUTOFS_FS)[Y/m/n/?]選擇「y」，內核將提供對automounter的支持，使系統在啟動時自動mount遠程文件系統。
（3）、DOSFATfssupport(CONFIG_FAT_FS)[N/y/m/?]選擇「y」，內核將支持DOSFAT文件系統。
（4）、ISO9660CDROMfilesystemsupport(CONFIG_ISO9660_FS)[Y/m/n/?]
選擇「y」，內核將支持ISO9660CDROM文件系統。
（5）、NTFSfilesystemsupport(readonly)(CONFIG_NTFS_FS)[N/y/m/?]
選擇「y」，用戶就可以以只讀方式訪問NTFS文件系統。
（6）、/procfilesystemsupport(CONFIG_PROC_FS)[Y/n/?]/proc是存放Linux系統運行狀態的虛擬文件系統，該項必須選擇「y」。
（7）、Secondextendedfssupport(CONFIG_EXT2_FS)[Y/m/n/?]EXT2是Linux的標准文件系統，該項也必須選擇「y」。
14、NetworkFileSystems（網路文件系統）
（1）、NFSfilesystemsupport(CONFIG_NFS_FS)[Y/m/n/?]選擇「y」，內核將支持NFS文件系統。
（2）、SMBfilesystemsupport(tomountWfWsharesetc.)(CONFIG_SMB_FS)
選擇「y」，內核將支持SMB文件系統。
（3）、NCPfilesystemsupport(tomountNetWarevolumes)(CONFIG_NCP_FS)
選擇「y」，內核將支持NCP文件系統。
15、PartitionTypes（分區類型）
該選項支持一些不太常用的分區類型，用戶如果需要，在相應的選項上選擇「y」即可。
16、Consoledrivers（控制台驅動）
VGAtextconsole(CONFIG_VGA_CONSOLE)[Y/n/?]選擇「y」，用戶就可以在標準的VGA顯示方式下使用Linux了。
17、Sound（聲音）
Soundcardsupport(CONFIG_SOUND)[N/y/m/?]選擇「y」，內核就可提供對音效卡的支持。
18、Kernelhacking（內核監視）
MagicSysRqkey(CONFIG_MAGIC_SYSRQ)[N/y/?]選擇「y」，用戶就可以對系統進行部分控制。一般情況下選擇「n」。
六、編譯內核
（一）、建立編譯時所需的從屬文件
#cd/usr/src/linux
#makedep
（二）、清除內核編譯的目標文件
#makeclean
（三）、編譯內核
#makezImage
內核編譯成功後，會在/usr/src/linux/arch/i386/boot目錄中生成一個新內核的映像文件zImage。如果編譯的內核很大的話，系統會提示你使用makebzImage命令來編譯。這時，編譯程序就會生成一個名叫bzImage的內核映像文件。
（四）、編譯可載入模塊
如果用戶在配置內核時設置了可載入模塊，則需要對這些模塊進行編譯，以便將來使用insmod命令進行載入。
#makemoles
#makemodelus_install
編譯成功後，系統會在/lib/moles目錄下生成一個2.3.14子目錄，裡面存放著新內核的所有可載入模塊。
七、啟動新內核
（一）、將新內核和System.map文件拷貝到/boot目錄下
#cp/usr/src/linux/arch/i386/boot/bzImage/boot/vmlinuz-2.3.14
#cp/usr/src/linux/System.map/boot/System.map-2.3.14
#cd/boot
#rm-fSystem.map
#ln-sSystem.map-2.3.14System.map
（二）、配置/etc/lilo.conf文件。在該文件中加入下面幾行：
default=linux-2.3.14
image=/boot/vmlinuz-2.3.14
label=linux-2.3.14
root=/dev/hda1
read-only
（三）、使新配置生效
#/sbin/lilo
（四）、重新啟動系統
#/sbin/reboot
新內核如果不能正常啟動，用戶可以在LILO:提示符下啟動舊內核。然後查出故障原因，重新編譯新內核即可。