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      看Linux內(nèi)核源碼 練內(nèi)力必備技能

      更新時間: 2005-11-18 00:00:00來源: 粵嵌教育瀏覽量:4670

        由于操作系統(tǒng)的內(nèi)核貼近硬件,需要對計算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)有所了解,例如CPU的工作原理、接口特性和BIOS調(diào)用等。讀者千萬別因為這些望而卻步,這里將介紹一些閱讀Linux內(nèi)核源碼必備的技能。 

        獲取內(nèi)核 

        一般在Linux系統(tǒng)中的/usr/src/linux*.*.*(*.*.*代表的是內(nèi)核版本,如2.4.23)目錄下就是內(nèi)核源代碼(如果沒有類似目錄,是因為還沒安裝內(nèi)核代碼)。另外還可從互連網(wǎng)上免費(fèi)下載。注意,不要總到http://www.kernel.org/去下載,使用它的鏡像站點(diǎn)下載。請在http://www.kernel.org/mirrors/里找一個合適的下載點(diǎn),再到pub/linux/kernel/v2.6/目錄下去下載2.4.23內(nèi)核。這里有兩種類型的代碼包,即linux-2.4.23.tar.gz和linux-2.4.23.tar.bz2。兩個代碼包內(nèi)容是一樣的,只是壓縮程序不同。.gz是用gzip壓縮的;.bz2是用bzip2壓縮的。bzip2的壓縮能力比gzip強(qiáng)。 

        代碼目錄結(jié)構(gòu) 

        在閱讀源碼之前,還應(yīng)知道Linux內(nèi)核源碼的整體分布情況。現(xiàn)代的操作系統(tǒng)一般由進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、驅(qū)動程序和網(wǎng)絡(luò)等組成。Linux內(nèi)核源碼的各個目錄大致與此相對應(yīng),其組成如下(假設(shè)相對于Linux-2.4.23目錄): 

      ◆arch目錄包括了所有和體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的核心代碼。它下面的每一個子目錄都代表一種Linux支持的體系結(jié)構(gòu),例如i386就是Intel CPU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目錄包括編譯核心所需要的大部分頭文件,例如與平臺無關(guān)的頭文件在include/linux子目錄下。 

      ◆init目錄包含核心的初始化代碼(不是系統(tǒng)的引導(dǎo)代碼),有main.c和Version.c兩個文件。這是研究核心如何工作的好起點(diǎn)。 

      ◆mm目錄包含了所有的內(nèi)存管理代碼。與具體硬件體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的內(nèi)存管理代碼位于arch/*/mm目錄下。 

      ◆drivers目錄中是系統(tǒng)中所有的設(shè)備驅(qū)動程序。它又進(jìn)一步劃分成幾類設(shè)備驅(qū)動,每一種有對應(yīng)的子目錄,如聲卡的驅(qū)動對應(yīng)于drivers/sound。 

      ◆ipc目錄包含了核心進(jìn)程間的通信代碼。 

      ◆modules目錄存放了已建好的、可動態(tài)加載的模塊。 

      ◆fs目錄存放Linux支持的文件系統(tǒng)代碼。不同的文件系統(tǒng)有不同的子目錄對應(yīng),如ext3文件系統(tǒng)對應(yīng)的就是ext3子目錄。 

      Kernel內(nèi)核管理的核心代碼放在這里。同時與處理器結(jié)構(gòu)相關(guān)代碼都放在arch/*/kernel目錄下。 

      ◆net目錄里是核心的網(wǎng)絡(luò)部分代碼,其每個子目錄對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)的一個方面。 

      ◆lib目錄包含了核心的庫代碼,不過與處理器結(jié)構(gòu)相關(guān)的庫代碼被放在arch/*/lib/目錄下。 

      scripts目錄包含用于配置核心的腳本文件。 

      documentation目錄下是一些文檔,是對每個目錄作用的具體說明。 

        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(xì)閱讀這兩個文件對弄清各個文件之間的聯(lián)系和依托關(guān)系很有幫助。另外有的目錄下還有Readme文件,它是對該目錄下文件的一些說明,同樣有利于對內(nèi)核源碼的理解。 

        閱讀起步 

        在閱讀方法或順序上,有縱向與橫向之分。所謂縱向就是順著程序的執(zhí)行順序逐步進(jìn)行;所謂橫向,就是按模塊進(jìn)行。它們經(jīng)常結(jié)合在一起進(jìn)行。對于Linux啟動的代碼可順著Linux的啟動順序一步步來閱讀;對于像內(nèi)存管理部分,可以單獨(dú)拿出來進(jìn)行閱讀分析。實(shí)際上這是一個反復(fù)的過程,不可能讀一遍就理解。 

        LXR(
      http://lxr.linux.no)是一個輔助閱讀的好工具,它能對指定的源碼文件建立索引數(shù)據(jù)庫,利用Perl腳本動態(tài)生成包含源碼的Web頁面。在此Web頁中,所有的變量、常量和函數(shù)都以超連接的形式給出,查閱十分方便。另外,LXR還提供標(biāo)識符搜索和文件搜索,結(jié)合程序Glimpse(http://glimpse.cs.arizona.edu)還可以對所有的源碼文件進(jìn)行全文檢索,甚至包括注釋。其安裝方法可以參照其代碼中的幫助文件。在Window下也有一適合Linux內(nèi)核閱讀的工具稱作Source Insight(可從http://www.sourcedyn.com下載)。 

       

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