Linux内核API

Linux内核API与用户API是具有本质区别的，因为它们所运行的系统模式不同。进行Linux内核源代码分析与内核API验证，需要具备一定的基础知识，掌握了这些基础知识后，才能在Linux内核源代码分析与内核API验证实例的理解中做到游刃有余。

Linux可以运行在两种模式下：用户模式（user mode）和内核模式（kernel mode）。当我们编写一个普通程序时，有时会包含stdlib.h文件，也就是说我们使用了C标准库，这是典型的用户模式编程，在这种情况下，用户模式的应用程序要链接标准C库。在内核模式下不存在libc库，即没有这些函数供我们调用。

此外，在内核模式下编程还存在一些限制：

• 不能使用浮点运算。因为Linux内核在切换模式时不保存处理器的浮点状态。
• 不要让内核程序进行长时间等待。Linux操作系统本身是抢占式的，但是在内核是非抢占式的，也就是说用户空间的程序可以抢占运行，但是内核空间程序不可以。
• 尽可能保持代码的整洁性。内核调试不像调试应用程序那样方便，因此，在前期代码编写的过程中保持代码的整洁易懂，将大大方便后期的调试。
• 在内核态下编程，系统内的所有资源都是在内核统一调配的，并且数量有限，因此在申请的资源用完后一定要进行释放，避免出现死锁情况。
• Linux内核API有很多配对使用。例如，文件引用计数有加操作，也会有相应的减操作，如果在实验中进行了“引用计数”加操作，函数执行后未进行减操作还原，可能会出现系统崩溃。

本教程中的所有内核API验证实例都是在Linux内核态下进行编程与验证的。

相关知识

学习本教程，你可以了解的相关知识点如下：

• C语言教程C语言是应用最为广泛的一种高级程序设计语言，它不仅是计算机专业学生的必修课，也是许多非计算机专业学生所青睐的技术学科。C语言功能丰富，表达能力强，使用灵活方便，程序效率高，是结构化程序设计语言。

• Linux教程
  Linux(Linux is not Unix)是一套免费使用和自由传播的类 Unix 操作系统，是一个基于 POSIX 和 UNIX 的多用户、多任务、支持多线程和多 CPU 的操作系统。

Linux内核API

• Linux内核模块机制API
• Linux进程管理内核API
• Linux进程调度内核API
• Linux内核中断机制API
• Linux内核内存管理API
• Linux内核定时机制API
• Linux内核同步机制API
• Linux内核文件系统API
• Linux设备驱动及设备管理API

__module_address()	__module_text_address()	__print_symbol()	__symbol_get()
__symbol_put()	find_module()	find_symbol()	module_is_live()
module_put()	module_refcount()	sprint_symbol()	symbol_put_addr()
try_module_get()
__task_pid_nr_ns()	find_get_pid()	find_pid_ns()	find_vpid()
get_pid()	get_task_mm()	mmput()	ns_of_pid()
pid_nr()	pid_task()	pid_vnr()	put_pid()
task_active_pid_ns()	task_tgid_nr_ns()
__wake_up()	__wake_up_sync()	__wake_up_sync_key()	abort_exclusive_wait()
add_wait_queue()	add_wait_queue_exclusive()	autoremove_wake_function()	complete()
complete_all()	completion_done()	current_thread_info()	default_wake_function()
do_exit()	finish_wait()	init_waitqueue_entry()	init_waitqueue_head()
kthread_create_on_node()	kthread_stop()	prepare_to_wait()	prepare_to_wait_exclusive()
remove_wait_queue()	sched_setscheduler()	set_cpus_allowed_ptr()	set_user_nice()
task_nice()	try_wait_for_completion()	wait_for_completion()	wait_for_completion_interruptible_timeout()
wait_for_completion_killable()	wait_for_completion_timeout()	wake_up_process()	yield()
__tasklet_hi_schedule()	__tasklet_schedule()	disable_irq()	disable_irq_nosync()
disable_irq_wake()	enable_irq()	enable_irq_wake()	free_irq()
irq_set_chip()	irq_set_chip_data()	irq_set_irq_type()	irq_set_irq_wake()
remove_irq()	request_irq()	request_threaded_irq()	setup_irq()
tasklet_disable()	tasklet_disable_nosync()	tasklet_enable()	tasklet_hi_schedule()
tasklet_init()	tasklet_kill()	tasklet_schedule()	tasklet_trylock()
tasklet_unlock()	__free_pages()	__get_free_pages()	__get_vm_area()
__krealloc()	alloc_pages()	alloc_pages_exact()	find_vma()
find_vma_intersection()	free_pages()	free_pages_exact()	get_unmapped_area()
get_zeroed_page()	kcalloc()	kfree()	kmalloc()
kmem_cache_alloc()	kmem_cache_create()	kmem_cache_destroy()	kmem_cache_free()
kmem_cache_zalloc()	kmemdup()	ksize()	kstrdup()
kstrndup()	kzalloc()	memdup_user()	mempool_alloc()
mempool_alloc_pages()	mempool_alloc_slab()	mempool_create()	mempool_destroy()
mempool_free()	mempool_free_pages()	mempool_free_slab()	mempool_kfree()
mempool_kmalloc()	mempool_resize()	nr_free_buffer_pages()	page_address()
page_cache_get()	page_cache_release()	page_zone()	probe_kernel_address()
probe_kernel_read()	vfree()	vma_pages()	vmalloc()
vmalloc_to_page()	vmalloc_to_pfn()	vmalloc_user()
__round_jiffies()	__round_jiffies_relative()	__round_jiffies_up()	__round_jiffies_up_relative()
add_timer()	current_kernel_time()	del_timer()	del_timer_sync()
do_gettimeofday()	do_settimeofday()	get_seconds()	getnstimeofday()
init_timer()	init_timer_deferrable()	init_timer_key()	init_timer_on_stack()
init_timer_on_stack_key()	mktime()	mod_timer()	mod_timer_pending()
ns_to_timespec()	ns_to_timeval()	round_jiffies()	round_jiffies_relative()
round_jiffies_up()	round_jiffies_up_relative()	set_normalized_timespec()	setup_timer()
setup_timer_on_stack()	timer_pending()	timespec_add_ns()	timespec_compare()
timespec_equal()	timespec_sub()	timespec_to_ns()	timeval_compare()
timeval_to_ns()	try_to_del_timer_sync()
atomic_add()	atomic_add_negative()	atomic_add_return()	atomic_add_unless()
atomic_cmpxchg()	atomic_dec()	atomic_dec_and_test()	atomic_inc()
atomic_inc_and_test()	atomic_read()	atomic_set()	atomic_sub()
atomic_sub_and_test()	atomic_sub_return()	down()	down_interruptible()
down_killable()	down_read()	down_read_trylock()	down_timeout()
down_trylock()	down_write()	down_write_trylock()	downgrade_write()
init_rwsem()	read_seqbegin()	read_seqretry()	sema_init()
seqlock_init()	up()	up_read()	up_write()
write_seqlock()	write_sequnlock()
__mnt_is_readonly()	current_umask()	d_alloc()	d_find_alias()
dput()	fget()	generic_fillattr()	get_fs_type()
get_max_files()	get_super()	have_submounts()	I_BDEV()
inode_add_bytes()	inode_get_bytes()	inode_set_bytes()	inode_sub_bytes()
is_bad_inode()	make_bad_inode()	may_umount()	may_umount_tree()
mnt_want_write()	notify_change()	put_unused_fd()	unshare_fs_struct()
vfs_fstat()	vfs_getattr()	vfs_statfs()
__class_create()	__class_register()	cdev_add()	cdev_alloc()
cdev_del()	cdev_init()	class_create()	class_destroy()
class_register()	class_unregister()	device_add()	device_create()
device_del()	device_destroy()	device_initialize()	device_register()
device_rename()	device_unregister()	get_device()	put_device()
register_chrdev()	unregister_chrdev()