linux內(nèi)核解讀入門

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1、Linux內(nèi)核解讀入門

2、第1●Init：這個目錄包含核心的初始化代碼(注：不是系統(tǒng)的引導(dǎo)代碼)，包含兩個文件main.c和Version.c，這是研究核心如何工作的一個非常好的起點?！馦m：這個目錄包括所有獨立于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

3、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子目錄：如，/block下為塊設(shè)備驅(qū)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)，因為安裝nfs文件系統(tǒng)的時候需要網(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,這個目錄包含核心的進程間通訊的代碼;Fs,所有的文件系統(tǒng)代碼和各種類型的文件

4、操作代碼，它的每一個子目錄支持一個文件系統(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，在每個目錄下，都有一個.depend文件和一個Makefile文件，這兩個文件都是編譯時使用的輔助文件，仔細閱讀這兩個文件對弄清各個文件這間的聯(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．解讀實戰(zhàn)：為你的內(nèi)核增加一個系統(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

5、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的幾個相關(guān)的文件，而且可能這些文件還不在同一個子目錄下。體系的龐大復(fù)雜和文件之間關(guān)聯(lián)的錯綜復(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也是非常令人著迷的：你不僅可以從中學(xué)到很多的計算機的底層的知識（如下面將講到的系統(tǒng)的引導(dǎo)），體會到整個操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的精妙和在解決某個具體細節(jié)問題時，算法的巧妙；

6、而且更重要的是：在源碼的分析過程中，你就會被一點一點地、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專業(yè)的程序員寫的，什么樣的代碼是一個業(yè)余愛好者寫的。為了使讀者能更好的體會到這一特點，下面舉了一個具體的內(nèi)核分析實例，希望能通過這個實例，使讀者對Linux的內(nèi)核的組織有些具體的認識，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:

7、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)源程序為arch/i386/boot/bootsect.S，它為實模式的匯編程序，限于篇幅在此不做分析；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主要是進行時模式下的初始化，為系統(tǒng)進入保護模式做準備；此后，系統(tǒng)執(zhí)行arch/i386/kernel/head.S(對經(jīng)壓縮后存放的內(nèi)核要先執(zhí)行arch/i386

8、/boot/pressed/head.S);head.S中定義的一段匯編程序setup_idt，它負責(zé)建立一張256項的idt表(InterruptDescriptorTable),此表保存著所有自陷和中斷的入口地址;其中包括系統(tǒng)調(diào)用總控程序system_call的入口地址;當(dāng)然，除此之外，head.S還要做一些其他的初始化工作；2．系統(tǒng)初始化后運行的第一個內(nèi)核程序asmlinkagevoid__initstart_kernel(void)定義在/usr/src/linux/init/main.c中,它通過調(diào)用usr/s

9、rc/linux/arch/i386/kernel/traps.c中的一個函數(shù)void__inittrap_init(void)把各自陷和中斷服務(wù)程序的入口地址設(shè)置到idt表中,其中系統(tǒng)調(diào)用總控程序system_cal就是中斷服務(wù)程序之一;void__inittrap_init(void)函數(shù)則通過調(diào)用一個宏set_