Linux 核心解讀入門(轉)

Linux 核心解讀入門(轉)[@more@]

針對好多Linux 愛好者對核心很有興趣卻無從下口，本文旨在介紹一種解讀linux核心原始碼的入門方法，而不是解說linux複雜的核心機制；

一．核心源程式的檔案組織：

1．Linux核心源程式通常都安裝在/usr/src/linux下，而且它有一個非常簡單的編號約定：任何偶數的核心（例如2.0.30）都是一個穩定地發行的核心，而任何奇數的核心（例如2.1.42）都是一個開發中的核心。

本文基於穩定的2.2.5原始碼，第二部分的實現平臺為 Redhat Linux 6.0。

2．核心源程式的檔案按樹形結構進行組織，在源程式樹的最上層你會看到這樣一些目錄：

●Arch ：arch子目錄包括了所有和體系結構相關的核心程式碼。它的每一個子目錄都代表一種支援的體系結構，例如i386就是關於intel cpu及與之相相容體系結構的子目錄。PC機一般都基於此目錄；

●Include: include子目錄包括編譯核心所需要的大部分標頭檔案。與平臺無關的標頭檔案在 include/linux子目錄下，與 intel cpu相關的標頭檔案在include/asm-i386子目錄下,而include/scsi目錄則是有關scsi裝置的標頭檔案目錄；

●Init： 這個目錄包含核心的初始化程式碼(注：不是系統的引導程式碼)，包含兩個檔案main.c和Version.c，這是研究核心如何工作的一個非常好的起點。

●Mm ：這個目錄包括所有獨立於 cpu 體系結構的記憶體管理程式碼，如頁式儲存管理記憶體的分配和釋放等；而和體系結構相關的記憶體管理程式碼則位於arch/*/mm/，例如arch/i386/mm/Fault.c

●Kernel：主要的核心程式碼，此目錄下的檔案實現了大多數linux系統的核心函式，其中最重要的檔案當屬sched.c；同樣，和體系結構相關的程式碼在arch/*/kernel中；

●Drivers： 放置系統所有的裝置驅動程式;每種驅動程式又各佔用一個子目錄：如，/block 下為塊裝置驅動程式，比如ide（ide.c）。如果你希望檢視所有可能包含檔案系統的裝置是如何初始化的，你可以看 drivers/block/genhd.c中的device_setup()。它不僅初始化硬碟，也初始化網路，因為安裝nfs檔案系統的時候需要網路其他: 如, Lib放置核心的庫程式碼; Net,核心與網路相關的程式碼; Ipc,這個目錄包含核心的程式間通訊的程式碼; Fs ,所有的檔案系統程式碼和各種型別的檔案操作程式碼，它的每一個子目錄支援一個檔案系統，例如fat和ext2;

Scripts, 此目錄包含用於配置核心的指令碼檔案等。

一般，在每個目錄下，都有一個 .depend 檔案和一個 Makefile 檔案，這兩個檔案都是編譯時使用的輔助檔案，仔細閱讀這兩個檔案對弄清各個檔案這Linux 核心解讀入門 推薦度：4 難度：3

喻鋒榮

針對好多Linux 愛好者對核心很有興趣卻無從下口，本文旨在介紹一種解讀linux核心原始碼的入門方法，而不是解說linux複雜的核心機制；

一．核心源程式的檔案組織：

1．Linux核心源程式通常都安裝在/usr/src/linux下，而且它有一個非常簡單的編號約定：任何偶數的核心（例如2.0.30）都是一個穩定地發行的核心，而任何奇數的核心（例如2.1.42）都是一個開發中的核心。

本文基於穩定的2.2.5原始碼，第二部分的實現平臺為 Redhat Linux 6.0。

2．核心源程式的檔案按樹形結構進行組織，在源程式樹的最上層你會看到這樣一些目錄：

●Arch ：arch子目錄包括了所有和體系結構相關的核心程式碼。它的每一個子目錄都代表一種支援的體系結構，例如i386就是關於intel cpu及與之相相容體系結構的子目錄。PC機一般都基於此目錄；

●Include: include子目錄包括編譯核心所需要的大部分標頭檔案。與平臺無關的標頭檔案在 include/linux子目錄下，與 intel cpu相關的標頭檔案在include/asm-i386子目錄下,而include/scsi目錄則是有關scsi裝置的標頭檔案目錄；

●Init： 這個目錄包含核心的初始化程式碼(注：不是系統的引導程式碼)，包含兩個檔案main.c和Version.c，這是研究核心如何工作的一個非常好的起點。

●Mm ：這個目錄包括所有獨立於 cpu 體系結構的記憶體管理程式碼，如頁式儲存管理記憶體的分配和釋放等；而和體系結構相關的記憶體管理程式碼則位於arch/*/mm/，例如arch/i386/mm/Fault.c

●Kernel：主要的核心程式碼，此目錄下的檔案實現了大多數linux系統的核心函式，其中最重要的檔案當屬sched.c；同樣，和體系結構相關的程式碼在arch/*/kernel中；

●Drivers： 放置系統所有的裝置驅動程式;每種驅動程式又各佔用一個子目錄：如，/block 下為塊裝置驅動程式，比如ide（ide.c）。如果你希望檢視所有可能包含檔案系統的裝置是如何初始化的，你可以看 drivers/block/genhd.c中的device_setup()。它不僅初始化硬碟，也初始化網路，因為安裝nfs檔案系統的時候需要網路其他: 如, Lib放置核心的庫程式碼; Net,核心與網路相關的程式碼; Ipc,這個目錄包含核心的程式間通訊的程式碼; Fs ,所有的檔案系統程式碼和各種型別的檔案操作程式碼，它的每一個子目錄支援一個檔案系統，例如fat和ext2;

Scripts, 此目錄包含用於配置核心的指令碼檔案等。

一般，在每個目錄下，都有一個 .depend 檔案和一個 Makefile 檔案，這兩個檔案都是編譯時使用的輔助檔案，仔細閱讀這兩個檔案對弄清各個檔案這間的聯絡和依託關係很有幫助；而且，在有的目錄下還有Readme 檔案，它是對該目錄下的檔案的一些說明，同樣有利於我們對核心原始碼的理解；

　　二．解讀實戰：為你的核心增加一個系統呼叫

雖然，Linux 的核心原始碼用樹形結構組織得非常合理、科學，把功能相關聯的檔案都放在同一個子目錄下，這樣使得程式更具可讀性。然而，Linux 的核心原始碼實在是太大而且非常複雜，即便採用了很合理的檔案組織方法，在不同目錄下的檔案之間還是有很多的關聯，分析核心的一部分程式碼通常會要檢視其它的幾個相關的檔案，而且可能這些檔案還不在同一個子目錄下。

體系的龐大複雜和檔案之間關聯的錯綜複雜，可能就是很多人對其望而生畏的主要原因