| 第十四章 linux核心資源 本章主要描敘尋找某個特殊核心函數時用到的Linux核心資源。 本書并不要求讀者具有C編程語言的能力或者擁有Linux核心源代碼來理解Linux核心工作原理。但是如果 對核心源代碼進行閱讀將加深對Linux操作系統的理解。本章提供了一個核心源代碼的綜述。 從哪里得到Linux核心源碼 所有主要Linux分發版本（如Craftworks，Debian，Slackware，Redhat）都包含了源碼在內。通常安裝在 你的Linux系統核心就是從這些源碼中構造出來的。由于一些顯然的因素，這些源碼都或多或少有點過期。 你可以在www-appendix一章中的那些WEB站點中得到最新的版本。這些站點包括ftp://ftp.cs.helsinki.fi 以及所有其他鏡象站點中。helsinki的這個WEB站點上的Linux源碼顯然是最新的但是MIT和Sunsite中的也 不會差太遠。 如果你無法訪問這些WEB站點，有許多CD ROM廠商以非常合理的價格提供了這些WEB站點的鏡象光盤。有些 廠商還提供每季度甚至每個月更新的訂購服務。另外你所在的本地Linux用戶組也是一個很好的資源。 Linux核心代碼的版本編號很簡單。任何偶數編號的核心（如2.0.30）都是穩定的發行版而記數編號的核心 （如2.1.42）都是正在開發的核心。本書基于穩定的2.0.30版本。開發版的核心具有所有最新的特征并支持 最新的設備。盡管它們不是你所希望的那樣穩定，但是對于Linux用戶團體來說試用新核心是非常重要的。 因為他們將完成這些評測工作。當試用非發行版本核心時備份系統總是有好處的。 核心的修改以patch文件來分發。而patch實用程序被用來對一些核心源碼進行編輯。例如如果現在你已經 有了2.0.39的核心代碼但是你想升級到2.0.30，那么你在取得2.0.30補丁文件后可以實用以下命令來修改 現存核心： $ cd /usr/src/linux $ patch -p1 < patch-2.0.30 一個收集核心補丁的站點是http://www.linuxhq.com。 核心源碼的組織 核心源碼的頂層是/usr/src/linux目錄，在此目錄下你可以看到大量子目錄： arch 這個子目錄包含了所有體系結構相關的核心代碼。它還包含每種支持的體系結構的子目錄，如i386。 include 這個目錄包括了用來重構核心的大多數include文件。對于每種支持的體系結構分別有一個子目錄。 此目錄中的asm子目錄中是對應某種處理器的符號連接，如include/asm-i386。要修改處理器結構 則只需編輯核心的makefile并重新運行Linux核心配置程序。 init 此目錄包含核心啟動代碼。 mm 此目錄包含了所有的內存管理代碼。與具體體系結構相關的內存管理代碼位于arch/*/mm目錄下， 如arch/i386/mm/fault.c 。 drivers 系統中所有的設備驅動都位于此目錄中。它又進一步劃分成幾類設備驅動，如block。 ipc 此目錄包含了核心的進程間通訊代碼。 modules 此目錄僅僅包含已建好的模塊。 fs 所有的文件系統代碼。它也被劃分成對應不同文件系統的子目錄，如vfat和ext2。 kernel 主要核心代碼。同時與處理器結構相關代碼都放在arch/*/kernel目錄下。 net 核心的網絡部分代碼。 lib 此目錄包含了核心的庫代碼。與處理器結構相關庫代碼被放在arch/*/lib/目錄下。 scripts 此目錄包含用于配置核心的腳本文件（如awk和tk腳本）。 從哪里入手 閱讀象Linux核心代碼這樣的復雜程序令人望而生畏。它象一個越滾越大的雪球。閱讀核心某個部分經常要 用到好幾個其他的相關文件，不久你將會忘記你原來在干什么。本小節將給出一些提示。 系統啟動與初始化 在基于intel的系統上，Linux可以通過loadlin.exe或者LILO將核心載入內存并將控制傳遞給它。這部分程序 位于arch/i386/kerneld/head.S。此文件完成一些處理器相關操作并跳轉到init/main.c中的main()例程。 內存管理 這部分代碼主要位于mm目錄中但其處理器結構相關部分被放在arch/*/mm中。頁面出錯處理代碼位于mm下的 memory.c文件中而內存映射與頁面cache代碼位于filemap.c中。buffer cache則在mm/buffer.c中實現， swap cache位于mm/swap_state.c和mm/swapfile.c中。 核心 大多數通用代碼位于kernel目錄下而處理器相關代碼被放在arch/*/kernel中。調度器位于kernel/sched.c 而fork代碼位于kernel/fork.c中。底層部分處理代碼位于include/linux/interrupt.h中。task_struct的 描敘則在/linux/sched.h中可以找到。 PCI PCI偽設備驅動位于drivers/pci/pci.c且其系統通用定義放在include/linux/pci.h中。每個處理器結構 具有特殊的PCI BIOS代碼，Alpha AXP的位于arch/alpha/kernel/bios32.c中。 進程間通訊 所有這些代碼都在ipc目錄中。系統V IPC對象都包含一個ipc_perm結構，它在include/linux/ipc.h中描敘。 系統V消息在ipc/msg.c中實現，共享內存在ipc/shm.c而信號燈位于ipc/sem.c中。管道在ipc/pipe.c中實現。 中斷處理 核心的中斷處理代碼總是與微處理器結構相關。Intel系統的中斷處理代碼位于arch/i386/kernel/irq.c中， 其定義位于include/asm-i386/irq.h中。 設備驅動 Linux核心源碼的大多數都是設備驅動。所有Linux的設備驅動源碼都放在drivers目錄中并分成以下幾類： /block 塊設備驅動包括IDE（在ide.c中）驅動。如果你想尋找這些可包含文件系統的設備的初始化過程 則應該在drivers/block/genhd.c中的device_setup()。當安裝一個nfs文件系統時不但要初始化 硬盤還需初始化網絡。塊設備包括IDE與SCSI設備。 /char 此目錄包含字符設備的驅動，如ttys，串行口以及鼠標。 /cdrom 包含所有Linux CDROM代碼。在這里可以找到某些特殊的CDROM設備（如Soundblaster CDROM）。 IDE接口的CD驅動位于drivers/block/ide-cd.c中而SCSI CD驅動位于drivers/scsi/scsi.c中。 /pci 它包含了PCI偽設備驅動源碼。這里可以找到關于PCI子系統映射與初始化的代碼。另外位于 arch/alpha/kernel/bios32.c中的Alpha AXP PCI補丁代碼也值得一讀。 /scsi 這里可以找到所有的SCSI代碼以及Linux支持的SCSI 設備的設備驅動。 /net 包含網絡驅動源碼，如tulip.c中的DECChip 21040 PCI以太網驅動。 /sound 所有的聲卡驅動源碼。 文件系統 EXT2文件系統的源碼位于fs/ext2中，其數據結構定義位于include/linux/ext2_fs.h, ext2_fs_i.h 以及 ext2_fs_sb.h中。虛擬文件系統數據結構在include/linux/fs.h中描敘且其代碼在fs/*中。buffer cache 和update核心后臺進程在fs/buffer.c中實現。 網絡 網絡代碼位于net目錄而大多數包含文件位于include/net中。BSD套接口代碼位于net/socket.c中。IPV4的 INET套接口代碼位于net/ipv4/af_inet.c中。通用協議支撐代碼（包括sk_buff處理過程）位于net/core中， 同時TCP/IP網絡代碼位于net/ipv4中。網絡設備驅動位于drivers/net中。 模塊 核心模塊代碼部分位于核心中部分位于modules包中。核心代碼位于kernel/modules.c且其數據結構與核心 后臺進程kerneld消息位于include/linux/module.h和include/linux/kerneld.h目錄中。同時必要時需查閱 include/linux/elf.h中的ELF文件格式。 |
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