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作业1：编译Linux内核

作业说明：

进入Linux文件夹，使用如下命令编译：

make x86_64_defconfig
make LLVM=1 menuconfig
#set the following config to yes
General setup
        ---> [*] Rust support
make LLVM=1 -j$(nproc)

编译成功后会在Linux文件夹下得到一个vmlinux文件，如下图所示：

作业2：对Linux内核进行一些配置

Q: 在该文件夹中调用make LLVM=1，该文件夹内的代码将编译成一个内核模块。请结合你学到的知识，回答以下两个问题：

1、编译成内核模块，是在哪个文件中以哪条语句定义的？

答：Linux内核使用的是Kconfig/Kbuild来配置和编译内核，以obj-m += 模块名.o语句定义。

2、该模块位于独立的文件夹内，却能编译成Linux内核模块，这叫做out-of-tree module，请分析它是如何与内核代码产生联系的？

答：在编译时，使用了内核源码树中的Kbuild系统。 Makefile中会引用内核源码路径，使用如下命令进行编译：

# SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

KDIR ?= ../linux

default:
	$(MAKE) -C $(KDIR) M=$$PWD

这条命令告诉make在指定的内核源码目录下进行编译，并将当前目录作为模块源代码目录。这样，尽管模块位于独立文件夹，仍能利用内核的构建系统进行编译。

具体步骤及结果：

  1. 重新编译Linux内核，并禁用默认的C版本e1000网卡驱动
  2. 启动脚本，打开qemu并安装内核模块，在未安装e1000驱动前，使用ifconfig命令结果为空

  1. 安装e1000驱动模块，并执行ip link set eth0 up连接对应网卡

  1. 执行ip addr add 10.0.2.15/255.255.255.0 brd + dev eth0 为网卡配置ip地址和广播地址；为网卡添加一条新的路由ip route add default via 10.0.2.1，之后ping 10.0.2.2结果如下：

  1. 执行ifconfig验证

作业 3：使用 rust 编写一个简单的内核模块并运行

  1. 进入Linux目录下的samples/rust文件夹，添加一个rust_helloworld.rs文件，并添加以下内容

  1. 在linux/sample/rust/Kconfig添加配置

  1. 在linux/sample/rust/Makefile添加配置

  1. 重新编译内核

  1. 将在samples/rust下看到一份rust_helloworld.ko的文件，将该文件复制到仓库中src_e1000/rootfs目录下，然后重新跑build_image.sh

  1. 进入内核，并执行insmod rust_helloworld.ko

作业5：注册字符设备

Q：作业5中的字符设备/dev/cicv是怎么创建的？它的设备号是多少？它是如何与我们写的字符设备驱动关联上的？

答：通过命令mknod /dev/cicv c 248 0可以创建一个设备文件，其中参数c表示为字符设备，248为主设备号，0为次设备号，设备驱动通过系统动态分配设备号的方式关联。

  1. 修改Linux/samples/rust/rust_chrdev.rs文件，具体如下：

  1. 重新编译内核，并如下更新配置
Kernel hacking
  ---> Sample Kernel code
      ---> Rust samples
              ---> <*>Character device (NEW)
  1. 进入内核进行测试，测试结果如下：