linux內(nèi)核完全剖析

《linux內(nèi)核完全剖析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、Linux內(nèi)核解讀入門??針對好多Linux愛好者對內(nèi)核很有興趣卻無從下口，本文旨在介紹一種解讀linux內(nèi)核源碼的入門方法，而不是解說linux復(fù)雜的內(nèi)核機(jī)制；一．核心源程序的文件組織：1．Linux核心源程序通常都安裝在/usr/src/linux下，而且它有一個(gè)非常簡單的編號約定：任何偶數(shù)的核心（例如2.0.30）都是一個(gè)穩(wěn)定地發(fā)行的核心，而任何奇數(shù)的核心（例如2.1.42）都是一個(gè)開發(fā)中的核心。本文基于穩(wěn)定的2.2.5源代碼，第二部分的實(shí)現(xiàn)平臺為RedhatLinux6.0。2．核心源程序的文件按樹形結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，在源程序樹的最上層你會看到

2、這樣一些目錄：●Arch：arch子目錄包括了所有和體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的核心代碼。它的每一個(gè)子目錄都代表一種支持的體系結(jié)構(gòu)，例如i386就是關(guān)于intelcpu及與之相兼容體系結(jié)構(gòu)的子目錄。PC機(jī)一般都基于此目錄；●Include:include子目錄包括編譯核心所需要的大部分頭文件。與平臺無關(guān)的頭文件在include/linux子目錄下，與intelcpu相關(guān)的頭文件在include/asm-i386子目錄下,而include/scsi目錄則是有關(guān)scsi設(shè)備的頭文件目錄；●Init：這個(gè)目錄包含核心的初始化代碼(注：不是系統(tǒng)的引導(dǎo)代碼)，包含兩個(gè)文件

3、main.c和Version.c，這是研究核心如何工作的一個(gè)非常好的起點(diǎn)?！馦m：這個(gè)目錄包括所有獨(dú)立于cpu體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)存管理代碼，如頁式存儲管理內(nèi)存的分配和釋放等；而和體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的內(nèi)存管理代碼則位于arch/*/mm/，例如arch/i386/mm/Fault.c●Kernel：主要的核心代碼，此目錄下的文件實(shí)現(xiàn)了大多數(shù)linux系統(tǒng)的內(nèi)核函數(shù)，其中最重要的文件當(dāng)屬sched.c；同樣，和體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的代碼在arch/*/kernel中；●Drivers：放置系統(tǒng)所有的設(shè)備驅(qū)動程序;每種驅(qū)動程序又各占用一個(gè)子目錄：如，/block下為塊設(shè)備驅(qū)

4、動程序，比如ide（ide.c）。如果你希望查看所有可能包含文件系統(tǒng)的設(shè)備是如何初始化的，你可以看drivers/block/genhd.c中的device_setup()。它不僅初始化硬盤，也初始化網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榘惭bnfs文件系統(tǒng)的時(shí)候需要網(wǎng)絡(luò)其他:如,Lib放置核心的庫代碼;Net,核心與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的代碼;Ipc,這個(gè)目錄包含核心的進(jìn)程間通訊的代碼;Fs,所有的文件系統(tǒng)代碼和各種類型的文件操作代碼，它的每一個(gè)子目錄支持一個(gè)文件系統(tǒng)，例如fat和ext2;Scripts,此目錄包含用于配置核心的腳本文件等。一般，在每個(gè)目錄下，都有一個(gè).depend文件

5、和一個(gè)Makefile文件，這兩個(gè)文件都是編譯時(shí)使用的輔助文件，仔細(xì)閱讀這兩個(gè)文件對弄清各個(gè)文件這間的聯(lián)系和依托關(guān)系很有幫助；而且，在有的目錄下還有Readme文件，它是對該目錄下的文件的一些說明，同樣有利于我們對內(nèi)核源碼的理解；　　二．解讀實(shí)戰(zhàn)：為你的內(nèi)核增加一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用雖然，Linux的內(nèi)核源碼用樹形結(jié)構(gòu)組織得非常合理、科學(xué)，把功能相關(guān)聯(lián)的文件都放在同一個(gè)子目錄下，這樣使得程序更具可讀性。然而，Linux的內(nèi)核源碼實(shí)在是太大而且非常復(fù)雜，即便采用了很合理的文件組織方法，在不同目錄下的文件之間還是有很多的關(guān)聯(lián)，分析核心的一部分代碼通常會要查看其它

6、的幾個(gè)相關(guān)的文件，而且可能這些文件還不在同一個(gè)子目錄下。體系的龐大復(fù)雜和文件之間關(guān)聯(lián)的錯(cuò)綜復(fù)雜，可能就是很多人對其望而生畏的主要原因。當(dāng)然，這種令人生畏的勞動所帶來的回報(bào)也是非常令人著迷的：你不僅可以從中學(xué)到很多的計(jì)算機(jī)的底層的知識（如下面將講到的系統(tǒng)的引導(dǎo)），體會到整個(gè)操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的精妙和在解決某個(gè)具體細(xì)節(jié)問題時(shí)，算法的巧妙；而且更重要的是：在源碼的分析過程中，你就會被一點(diǎn)一點(diǎn)地、潛移默化地專業(yè)化；甚至，只要分析十分之一的代碼后，你就會深刻地體會到，什么樣的代碼才是一個(gè)專業(yè)的程序員寫的，什么樣的代碼是一個(gè)業(yè)余愛好者寫的。為了使讀者能更好的體會

7、到這一特點(diǎn)，下面舉了一個(gè)具體的內(nèi)核分析實(shí)例，希望能通過這個(gè)實(shí)例，使讀者對Linux的內(nèi)核的組織有些具體的認(rèn)識，從中讀者也可以學(xué)到一些對內(nèi)核的分析方法。以下即為分析實(shí)例：【一】操作平臺:硬件：cpuintelPentiumII;軟件：RedhatLinux6.0;內(nèi)核版本2.2.5【二】相關(guān)內(nèi)核源代碼分析:1．系統(tǒng)的引導(dǎo)和初始化：Linux系統(tǒng)的引導(dǎo)有好幾種方式：常見的有Lilo,Loadin引導(dǎo)和Linux的自舉引導(dǎo)（bootsect-loader）,而后者所對應(yīng)源程序?yàn)閍rch/i386/boot/bootsect.S，它為實(shí)模式的匯編程序，限于

8、篇幅在此不做分析；無論是哪種引導(dǎo)方式，最后都要跳轉(zhuǎn)到arch/i386/Kernel/setup.S，setup.S主要是