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技術(shù)文章

Linux內(nèi)核源代碼概述

添加時(shí)間:2010-11-16  添加: admin 
首先研究 Linux 源代碼樹的頂層目錄,它通常(但不總是)位于 /usr/src/linux-。我們不會(huì)研究得過于詳細(xì),因?yàn)?Linux 源代碼經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化,但是,我們將嘗試讓給出的信息足以找出特定驅(qū)動(dòng)程序或函數(shù)的位置。

  Makefile:這個(gè)文件是整個(gè)源代碼樹的頂層 makefile。它定義了很多實(shí)用的變量和規(guī)則,比如默認(rèn)的 gcc 編譯標(biāo)記。

  Documentation/:這個(gè)目錄中包含很多關(guān)于配置內(nèi)核、運(yùn)行 ramdisk 等任務(wù)的實(shí)用信息(但通常是過時(shí)的)。不過,與不同配置選項(xiàng)相應(yīng)的幫助條目并不在這里 —— 它們在每個(gè)源代碼目錄的 Kconfig 文件中。

  arch/:所有與體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的代碼都在這個(gè)目錄以及 include/asm- 目錄中。在此目錄中,每種體系結(jié)構(gòu)都有自己的目錄。例如,用于基于 PowerPC 的計(jì)算機(jī)的代碼位于 arch/ppc 目錄中。在這些目錄里,可以找到底層內(nèi)存管理、中斷處理、早期初始化、匯編例程,等等。

  crypto/:這是內(nèi)核本身所用的加密 API。

  drivers/:按照慣例,在此目錄的子目錄中可以找到運(yùn)行外圍設(shè)備的代碼。包括視頻驅(qū)動(dòng)程序、網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序、底層 SCSI 驅(qū)動(dòng)程序,以及其他類似的驅(qū)動(dòng)程序。例如,在 drivers/net 中可以找到大部分網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序。將一類驅(qū)動(dòng)程序組合在一起的某些更高層代碼,可能會(huì)(也可能不會(huì))像底層驅(qū)動(dòng)程序本身那些包含在同一目錄中。

  fs/:通用文件系統(tǒng)的代碼(稱做 VFS,即 Virtual File System)和各個(gè)不同文件系統(tǒng)的代碼都可以在這個(gè)目錄中找到。ext2 文件系統(tǒng)是在 Linux 中最常廣泛使用的文件系統(tǒng)之一;在 fs/ext2 中可以找到讀取 ext2 格式的代碼。并不是所有文件系統(tǒng)都會(huì)編譯或運(yùn)行;對某些尋找內(nèi)核項(xiàng)目的人而言,更生僻的文件系統(tǒng)永遠(yuǎn)都是理想的候選者。

  include/:在 .c 文件的開頭所包含的大部分頭文件都可以在這個(gè)目錄中找到。 asm- 目錄下是與體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的包含(include )文件。部分內(nèi)核構(gòu)建過程創(chuàng)建從 asm 指定 asm- 的符號(hào)鏈接。這樣,無需將其固定編碼到 .c 文件 #include 就可以獲得用于那個(gè)體系結(jié)構(gòu)的正確文件。其他目錄中包含的是 非-體系結(jié)構(gòu)-相關(guān) 的頭文件。如果在不只一個(gè) .c 文件中使用了某個(gè)結(jié)構(gòu)體、常量或者變量,那么它可能應(yīng)該放入其中一個(gè)頭文件中。

  init/:這個(gè)目錄中的文件包括 main.c、創(chuàng)建 早期用戶空間(early userspace) 的代碼,以及其他初始化代碼。可以認(rèn)為 main.c 是內(nèi)核“粘合劑(glue)”。在下一部分將深入討論 main.c。早期用戶空間提供了 Linux 內(nèi)核引導(dǎo)起來時(shí)所需要的功能,而這些功能并不需要在內(nèi)核本身運(yùn)行。

  ipc/:IPC 的意思是 進(jìn)程間通信(interprocess communication)。它包含了共享內(nèi)存、信號(hào)量以及其他形式 IPC 的代碼。

  kernel/:不適合放在任何其他位置的通用內(nèi)核級代碼位于此處。這里有高層系統(tǒng)調(diào)用代碼,以及 printk() 代碼、調(diào)度程序、信號(hào)處理代碼,等等。文件名包含很多信息,所以可以使用 ls kernel/,并非能常準(zhǔn)確地猜到每個(gè)文件的功能。

  lib/:這里是對所有內(nèi)核代碼都通用的實(shí)用例程。常見的字符串操作、調(diào)試?yán)蹋约懊钚薪馕龃a都位于此處。

  mm/:這個(gè)目錄中是高層次內(nèi)核管理代碼。聯(lián)合使用這些例程以及底層的與體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的例程(通常位于 arch//mm/ 目錄中)來實(shí)現(xiàn)虛擬內(nèi)存(Virtual memory,VM)。在這里會(huì)完成早期內(nèi)存管理(在內(nèi)存子系統(tǒng)完全建立起來之前需要它),以及文件的內(nèi)存映射、頁高速緩存管理、內(nèi)存分配、RAM 中頁的清除(還有很多其他事情)。

  net/:這里是高層網(wǎng)絡(luò)代碼。底層網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序與此層次代碼交換數(shù)據(jù)包,這個(gè)層次的代碼可以根據(jù)數(shù)據(jù)包將數(shù)據(jù)傳遞給用戶層應(yīng)用程序,或者丟棄數(shù)據(jù),或者在內(nèi)核中使用它。net/core 包含大部分不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都可以使用的代碼,和某些位于 net/ 目錄本身中的文件一樣。特定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在 net/ 的子目錄下實(shí)現(xiàn)。例如,在 net/ipv4 目錄中可以找到 IP(版本 4)代碼。

  scripts/:這個(gè)目錄中包含的腳本可用于內(nèi)核的構(gòu)建,但并不將任何代碼加入到內(nèi)核本身之中。例如,各種配置工具可以將它們的文件放在這里。

  security/:在這里可以找到不同 Linux 安全模型的代碼,比如 NSA Security-Enhanced Linux 以及套接字和網(wǎng)絡(luò)安全鉤子函數(shù)(hooks),以及其他安全選項(xiàng)。

  sound/:這里放置的是聲卡驅(qū)動(dòng)程序和其他與聲音相關(guān)的代碼。

  usr/:此目錄中的代碼用于構(gòu)建包含 root 文件系統(tǒng)映像的 cpio-格式 的歸檔文件,用于早期用戶空間。

  所有這些匯集在哪里?

  init/main.c 文件是整個(gè) Linux 內(nèi)核的中央聯(lián)結(jié)點(diǎn)。每種體系結(jié)構(gòu)都會(huì)執(zhí)行一些底層設(shè)置函數(shù),然后執(zhí)行名為 start_kernel 的函數(shù)(在

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