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Linux内核模块开发与调试工具链实战

共计 30 章节

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内核模块初探

什么是内核模块？为什么需要模块化？模…

内核模块初探什么是内核模块？…

开发环境搭建

搭建交叉编译环境 · 配置内核源码树 · 安装必要工具链

开发环境搭建搭建交叉编译环境

第一个内核模块

Hello World模块的编写 · Makefile的编写 · 模块的加载与卸载

第一个内核模块Hello

模块参数与导出符号

module_param的使用 · EXPORT_SYMBOL的机制 · 模块间依赖关系

模块参数导出符号

内核模块的编译与链接

Kbuild系统详解 · Makefile高级用法 · 多文件模块的编译

内核模块的编译链接

字符设备驱动基础

cdev结构体 · 设备号注册与注销 · file_operations接口实…

字符设备驱动基础cdev

内存管理基础

kmalloc与kfree · vmalloc的使用场景 · 内存分配标志GFP_KERNEL详解

内存管理基础kmalloc

并发与同步机制

自旋锁(spinlock) · 互斥锁(mutex) · 读写锁(rwlock)

并发同步机制

等待队列与内核定时器

wait_event机制 · timer_list的使用 · 高精度定时器hrtimer

等待队列内核定时器

注册中断处理函数 · 上半部与下半部(tasklet · workqueue)

断处理注册

proc文件系统

创建proc条目 · 读写proc文件 · proc与seq_file接口

proc文件系统

sysfs与设备模型

kobject与kset · sysfs属性文件的创建 · 设备模型的层次结构

sysfs设备模型

ioctl接口实现

ioctl命令编码 · 用户态与内核态数据交互 · unlocked_ioctl的使用

ioctl接口实现

kthread_create与kth… · 线程同步与停止 · 内核线程的调度策略

内核线程kthread

文件系统操作

VFS层简介 · 注册文件系统 · inode与dentry操作

文件系统操作VFS

网络协议栈基础

socket缓冲区(sk_buff) · 网络设备注册 · netfilter钩子函数

网络协议栈基础socket

内核调试基础

printk的使用与日志级别 · 动态调试(dynamic debug… · debugfs文件系统

内核调试基础printk

Oops分析与内核panic

解读Oops信息 · 使用kallsyms定位崩溃点 · kdump与crash工具

配置KGDB · 使用gdb远程调试内核模块 · 断点与单步执行

Kprobe与动态追踪

kprobe/jprobe/kret… · ftrace功能详解 · tracepoint机制

Kprobe动态追踪

SystemTap入门

SystemTap脚本编写 · 探测内核函数 · 性能分析案例

SystemTap脚本编写

perf性能分析

perf stat与perf rec… · 硬件计数器 · 采样与热点分析

perf性能分析

内存调试工具

KASAN(Kernel Addre… · kmemleak · slab调试

内存调试工具KASAN

锁调试与死锁检测

lockdep锁依赖验证 · spin_lock死锁检测 · mutex死锁检测

锁调试死锁检测

用户态与内核态交互调试

strace跟踪系统调用 · ioctl调试技巧 · netlink通信调试

用户态内核态交互调试

模块热插拔与设备管理

udev规则编写 · 设备自动加载 · 模块依赖自动处理

模块热插拔设备管理

内核模块安全编程

避免缓冲区溢出 · 正确的引用计数 · 权限检查与capability

内核模块安全编程避免缓冲区溢出

内核模块性能优化

减少锁竞争 · 使用RCU机制 · 批量操作与缓存友好

内核模块性能优化减少锁竞争

内核模块测试方法论

单元测试框架 · 模拟硬件设备 · 压力测试与稳定性测试

内核模块测试方法…单元测试框架

编写一个完整的字符设备驱动 · 集成测试与性能调优 · 模块发布与维护

实战项目编写一个完整的字…