CONFIG_DEBUG_SLAB:

CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC:

CONFIG_DEBUG_SPINLOCK

CONFIG_DEBUG_SPINLOCK_SLEEP

CONFIG_INIT_DEBUG

CONFIG_DEBUG_INFO

CONFIG_MAGIC_SYSRQ

CONFIG_DEBUG_STACKOVERFLOW
CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE

CONFIG_KALLSYMS

CONFIG_IKCONFIG
CONFIG_IKCONFIG_PROC

调试模块(内核版本2.6.7 以上)

.bss

在编译时不初始化的任何变量在 .bss 中

.data

在编译时需要初始化的任何变量在 .data 里.

命令:

指针返回值:

链表:

list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head);

list_del(struct list_head *entry);

list_del_init(struct list_head *entry);

list_move(struct list_head *entry, struct list_head *head);

list_move_tail(struct list_head *entry, struct list_head *head);

list_empty(struct list_head *head);

list_splice(struct list_head *list, struct list_head *head);

list_entry(struct list_head *ptr, type_of_struct, field_name);

list_for_each(struct list_head *cursor, struct list_head *list)

list_for_each_prev(struct list_head *cursor, struct list_head *list)

list_for_each_safe(struct list_head *cursor, struct list_head *next, struct list_head *list)

list_for_each_entry(type *cursor, struct list_head *list, member)

list_for_each_entry_safe(type *cursor, type *next, struct list_head *list, member)

举例:

struct list_head todo_list;
...  
void todo_add_entry(struct todo_struct *new)
{
        struct list_head *ptr;
        struct todo_struct *entry;

list_for_each(ptr, &todo_list)
        {
                entry = list_entry(ptr, struct todo_struct, list);
                if (entry->priority < new->priority) {
                        list_add_tail(&new->list, ptr);
                        return;
                }
        }
        list_add_tail(&new->list, &todo_struct)
}

num: 一个整型变量
perm: 通常的权限值, 在<linux/stat.h> 中定义. S_IRUGO: 可以被所有人读取, 但是不能改变;  S_IRUGO|S_IWUSR: 允许 root 改变参数. 注意, 如果一个参数被 sysfs 修改, 模块看到的参数值也改变了, 但模块不会有任何通知
示例:

申请的空间大小限制: 大概为128K

KERN_EMERG

用于紧急消息, 常常是那些崩溃前的消息.

KERN_ALERT

需要立刻动作的情形.

KERN_CRIT

严重情况, 常常与严重的硬件或者软件失效有关.

KERN_ERR

用来报告错误情况; 设备驱动常常使用 KERN_ERR 来报告硬件故障.

KERN_WARNING

有问题的情况的警告, 这些情况自己不会引起系统的严重问题.

KERN_NOTICE

正常情况, 但是仍然值得注意. 在这个级别一些安全相关的情况会报告.

KERN_INFO

信息型消息. 在这个级别, 很多驱动在启动时打印它们发现的硬件的信息.

KERN_DEBUG

用作调试消息.

printk(KERN_INFO "hello, world\n");//注意:消息优先级与正文内容之间没有逗号

current->state = TASK_INTERRUPTIBLE

如果值为负值表示有一个错误. 这个值指出了什么错误, 根据 <linux/errno.h>. 出错的典型返回值包括 -EINTR( 被打断的系统调用) 或者 -EFAULT( 坏地址 ).

ioctl的cmd参数应当是系统唯一的, 这是出于阻止向错误的设备发出其可识别但具体内容无法解析的命令的考虑
cmd参数由这几部分组成: type, number, direction, size

命令号相关操作:

驱动开发只需注意第一类命令,以及以下这些

返回的位掩码:

static unsigned int scull_p_poll(struct file *filp, poll_table *wait)
{
        struct scull_pipe *dev = filp->private_data;
        unsigned int mask = 0;
        /*
        * The buffer is circular; it is considered full
        * if "wp" is right behind "rp" and empty if the
        * two are equal. 
        */
        down(&dev->sem);
        poll_wait(filp, &dev->inq,  wait);
        poll_wait(filp, &dev->outq, wait);
        if (dev->rp != dev->wp)
                mask |= POLLIN | POLLRDNORM;  /* readable */
        if (spacefree(dev))
                mask |= POLLOUT | POLLWRNORM;  /* writable */
        up(&dev->sem);
        return mask;
}
这个代码简单地增加了 2 个 scullpipe 等待队列到 poll_table, 接着设置正确的掩码位, 根据数据是否可以读或写.

loff_t scull_llseek(struct file *filp, loff_t off, int whence)
{
        struct scull_dev *dev = filp->private_data;
        loff_t newpos;
        switch(whence)
        {
        case 0: /* SEEK_SET */
                newpos = off;
                break;
        case 1: /* SEEK_CUR */
                newpos = filp->f_pos + off;
                break;
        case 2: /* SEEK_END */
                newpos = dev->size + off;
                break;
        default: /* can't happen */
                return -EINVAL;
        }
        if (newpos < 0)
                return -EINVAL;
        filp->f_pos = newpos;
        return newpos;
}

io_remap_page_range用在phys_addr指向I/O内存时. 
实际上, 这2个函数除了在SPARCcpu上, 每个体系上都是一致的. 并且在大部分情况下被使用看到remap_pfn_range.
例子:

static int simple_nopage_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)
{
    unsigned long offset = vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
    if (offset >= __pa(high_memory) || (filp->f_flags & O_SYNC))
        vma->vm_flags |= VM_IO;
    vma->vm_flags |= VM_RESERVED;
    vma->vm_ops = &simple_nopage_vm_ops;
    simple_vma_open(vma);
    return 0;
}

DECLARE_MUTEX_LOCKED(name);

void init_MUTEX(struct semaphore *sem);

void init_MUTEX_LOCKED(struct semaphore *sem);

void down(struct semaphore *sem);

int down_interruptible(struct semaphore *sem);

举例:

DECLARE_MUTEX(mutex);

...

if (down_interruptible(&mutex))

return -ERESTARTSYS;

int down_trylock(struct semaphore *sem);

void up(struct semaphore *sem);

释放semaphore

init_wait(wait_queue_t*);

void prepare_to_wait(wait_queue_head_t *queue, wait_queue_t *wait, int state);

void finish_wait(wait_queue_head_t *queue, wait_queue_t *wait);

INIT_WORK(struct work_struct *work, void (*function)(void *), void *data);

PREPARE_WORK(struct work_struct *work, void (*function)(void *), void *data);

struct workqueue_struct *create_workqueue(const char *name);

struct workqueue_struct *create_singlethread_workqueue(const char *name);

int queue_work(struct workqueue_struct *queue, struct work_struct *work);

int queue_delayed_work(struct workqueue_struct *queue, struct work_struct *work, unsigned long delay);

int cancel_delayed_work(struct work_struct *work);

void flush_workqueue(struct workqueue_struct *queue);

void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *queue);

int schedule_delayed_work(struct work_struct *work, unsigned long delay);

int cancel_delayed_work(struct work_struct *work);
void flush_scheduled_work(void);

一个线性的存储区被称为节点(node)
typedef struct pglist_data {
    zone_t node_zones[MAX_NR_ZONES];            该节点的zone类型，一般包括ZONE_HIGHMEM、ZONE_NORMAL和ZONE_DMA三类
    zonelist_t node_zonelists[GFP_ZONEMASK+1]; 分配时内存时zone的排序。由free_area_init_core()通过page_alloc.c::build_zonelists()设置zone的顺序
    int nr_zones;                                             该节点的zone个数, 可以从1 到3(即上面的ZONE_HIGHMEM、ZONE_NORMAL和ZONE_DMA)，但不是所有的节点都需要有3个zone
    struct page *node_mem_map;                      当前节点的struct page数组, 可能为全局mem_map中的某个位置
    unsigned long *valid_addr_bitmap;                 节点内存空洞的位图
    struct bootmem_data *bdata;
    unsigned long node_start_paddr;                    该节点的起始物理地址
    unsigned long node_start_mapnr;                   全局mem_map中的页偏移
    unsigned long node_size;                              该zone内的页框总数
    int node_id;                                                该节点的ID, 全系统节点ID从0开始. 系统中所有节点都维护在pgdat_list列表中
    struct pglist_data *node_next;
}pg_data_t;
节点中的内存被分为多块(通常为DMA memory, low memory, high memory), 这样的块被称为zone. 
通常有这样的划分: ZONE_DMA: 0 -- 16MB；ZONE_NORMAL: 16MB - 896MB；ZONE_HIGHMEM: 896MB --
typedef struct zone_struct {
    /*Commonly accessed fields*/
    spinlock_t             lock;                               操作此结构时需要得到的自旋锁
    unsigned long        free_pages;                      剩余的空闲页总数
    unsigned long        pages_min, pages_low, pages_high;   zone中空闲页的阀值, 详细见下
    int            need_balance;                             告诉kswapd需要对该zone的页进行交换
    /** free areas of different sizes*/
    free_area_t free_area[MAX_ORDER];               根据连续页大小分组的空闲页链表组, 连续页大小分为 2^0, 2^1, 2^2, ... 2^MAX_ORDER个连续页
    /** Discontig memory support fields.*/
    struct pglist_data    *zone_pgdat;                 父管理结构, 见上
    struct page        *zone_mem_map;                当前zone的mem_map, 即全局mem_map中该zone所引用的第一页位置
    unsigned long        zone_start_paddr;             zone开始的物理地址(包括此地址)
    unsigned long        zone_start_mapnr;            在全局mem_map中的索引（或下标）
    /** rarely used fields:*/
    char            *name;                                   zone名字, “DMA”，“Normal”或“HighMem”
    unsigned long        size;                               zone的大小, 以页为单位
} zone_t;

typedef struct page {
    struct list_head list;                                    通过此结构挂到空闲队列/干净缓冲队列/脏缓冲队列等
    struct address_space *mapping;                    /* The inode (or ...) we belong to. */
    unsigned long index;                                    PFN, page frame number, 在页索引数组中的index
    struct page *next_hash;                              指向页高速缓存哈希表中下一个共享的页
    atomic_t count;                                         页引用计数
    unsigned long flags;                                    一套描述页状态的一套位标志. 这些包括 PG_locked, 它指示该页在内存中已被加锁, 以及 PG_reserved, 它防止内存管理系统使用该页.
    struct list_head lru;                                    /* Pageout list, eg. active_list; protected by pagemap_lru_lock !! */
    wait_queue_head_t wait;                            等待这一页的页队列
    struct page **pprev_hash;                         与next_hash相对应
    struct buffer_head * buffers;                       把缓冲区映射到一个磁盘块
    void *virtual;                                            被映射成的虚拟地址(Kernel virtual address, NULL if not kmapped, ie. highmem)
    struct zone_struct *zone;                           属于哪个管理区, 其结构见上
} mem_map_t;

struct page *pfn_to_page(int pfn);

void *page_address(struct page *page);

#include <linux/highmem.h> 
void *kmap(struct page *page); 
void kunmap(struct page *page);

#include <linux/highmem.h> 
#include <asm/kmap_types.h> 
void *kmap_atomic(struct page *page, enum km_type type); 
void kunmap_atomic(void *addr, enum km_type type);

上面的分配标志可以与下列标志相或来作为参数, 下面的标志改变分配区域:
__GFP_DMA:这个标志要求分配在能够 DMA 的内存区. 确切的含义是平台依赖的.
__GFP_HIGHMEM:这个标志指示分配的内存可以位于高端内存. 确切的含义是平台依赖的.
__GFP_COLD:

__GFP_NOWARN:当一个分配无法满足时阻止内核发出警告
__GFP_HIGH:标识了一个高优先级请求, 它允许消耗被内核保留给紧急状况的最后的内存页.
__GFP_REPEAT 
__GFP_NOFAIL 
__GFP_NORETRY

void kmem_cache_free(kmem_cache_t *cache, const void *obj);

int kmem_cache_destroy(kmem_cache_t *cache);

void *mempool_alloc(mempool_t *pool, int gfp_mask);

int mempool_resize(mempool_t *pool, int new_min_nr, int gfp_mask);

void mempool_destroy(mempool_t *pool);

DEFINE_PER_CPU(type, name);

EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(per_cpu_var);
EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(per_cpu_var);

DECLARE_PER_CPU(type, name);

get_cpu_var();

put_cpu_var();

per_cpu(variable, int cpu_id);

void *alloc_percpu(type);

void *__alloc_percpu(size_t size, size_t align);

per_cpu_ptr(void *per_cpu_var, int cpu_id);

void release_region(unsigned long start, unsigned long n);

int check_region(unsigned long first, unsigned long n);

void outb(unsigned char byte, unsigned port);

unsigned inw(unsigned port);

void outw(unsigned short word, unsigned port);

unsigned inl(unsigned port);

void outl(unsigned longword, unsigned port);

void outsb(unsigned port, void *addr, unsigned long count);

void insw(unsigned port, void *addr, unsigned long count);

void outsw(unsigned port, void *addr, unsigned long count);

void insl(unsigned port, void *addr, unsigned long count);

注意:

void iowrite8(u8 value, void *addr);
void iowrite16(u16 value, void *addr);
void iowrite32(u32 value, void *addr);

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);

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);

老版本的IO内存操作函数: 不建议使用

dev_name: 占用中断的设备的名字
dev_id: 中断回调函数的void *参数, 用于在共享中断上区别各个服务