Linux核心--15.Linux内核资源

原著: David A Rusling

　　翻译: Banyan & fifa

　　第十四章

　　Linux核心资源

　　本章主要描叙寻找某个特殊核心函数时用到的Linux核心资源。

　　本书并不要求读者具有C编程语言的能力或者拥有Linux核心源代码来理解Linux核心工作原理。但是如果

　　对核心源代码进行阅读将加深对Linux操作系统的理解。本章提供了一个核心源代码的综述。

　　从哪里得到Linux核心源码

　　所有主要Linux分发版本（如Craftworks，Debian，Slackware，Redhat）都包含了源码在内。通常安装在

　　你的Linux系统核心就是从这些源码中构造出来的。由于一些显然的因素，这些源码都或多或少有点过期。

　　你可以在www-appendix一章中的那些WEB站点中得到最新的版本。这些站点包括ftp://ftp.cs.helsinki.fi

　　以及所有其他镜象站点中。helsinki的这个WEB站点上的Linux源码显然是最新的但是MIT和Sunsite中的也

　　不会差太远。

　　如果你无法访问这些WEB站点，有许多CD

　　ROM厂商以非常合理的价格提供了这些WEB站点的镜象光盘。有些

　　厂商还提供每季度甚至每个月更新的订购服务。另外你所在的本地Linux用户组也是一个很好的资源。

　　Linux核心代码的版本编号很简单。任何偶数编号的核心（如2.0.30）都是稳定的发行版而记数编号的核心

　　（如2.1.42）都是正在开发的核心。本书基于稳定的2.0.30版本。开发版的核心具有所有最新的特征并支持

　　最新的设备。尽管它们不是你所希望的那样稳定，但是对于Linux用户团体来说试用新核心是非常重要的。

　　因为他们将完成这些评测工作。当试用非发行版本核心时备份系统总是有好处的。

　　核心的修改以patch文件来分发。而patch实用程序被用来对一些核心源码进行编辑。例如如果现在你已经

　　有了2.0.39的核心代码但是你想升级到2.0.30，那么你在取得2.0.30补丁文件后可以实用以下命令来修改

　　现存核心：

　　$

　　cd

　　/usr/src/linux

　　$

　　patch

　　-p1

　　<

　　patch-2.0.30

　　一个收集核心补丁的站点是http://www.linuxhq.com。

　　核心源码的组织

　　核心源码的顶层是/usr/src/linux目录，在此目录下你可以看到大量子目录：

　　arch

　　这个子目录包含了所有体系结构相关的核心代码。它还包含每种支持的体系结构的子目录，如i386。

　　include

　　这个目录包括了用来重构核心的大多数include文件。对于每种支持的体系结构分别有一个子目录。

　　此目录中的asm子目录中是对应某种处理器的符号连接，如include/asm-i386。要修改处理器结构

　　则只需编辑核心的makefile并重新运行Linux核心配置程序。

　　init

　　此目录包含核心启动代码。

　　mm

　　此目录包含了所有的内存管理代码。与具体体系结构相关的内存管理代码位于arch/*/mm目录下，

　　如arch/i386/mm/fault.c

　　。

　　drivers

　　系统中所有的设备驱动都位于此目录中。它又进一步划分成几类设备驱动，如block。

　　ipc

　　此目录包含了核心的进程间通讯代码。

　　modules

　　此目录仅仅包含已建好的模块。

　　fs

　　所有的文件系统代码。它也被划分成对应不同文件系统的子目录，如vfat和ext2。

　　kernel

　　主要核心代码。同时与处理器结构相关代码都放在arch/*/kernel目录下。

　　net

　　核心的网络部分代码。

　　lib

　　此目录包含了核心的库代码。与处理器结构相关库代码被放在arch/*/lib/目录下。

　　scripts

　　此目录包含用于配置核心的脚本文件（如awk和tk脚本）。

　　从哪里入手

　　阅读象Linux核心代码这样的复杂程序令人望而生畏。它象一个越滚越大的雪球。阅读核心某个部分经常要

　　用到好几个其他的相关文件，不久你将会忘记你原来在干什么。本小节将给出一些提示。

　　系统启动与初始化

　　在基于intel的系统上，Linux可以通过loadlin.exe或者LILO将核心载入内存并将控制传递给它。这部分程序

　　位于arch/i386/kerneld/head.S。此文件完成一些处理器相关操作并跳转到init/main.c中的main()例程。

　　内存管理

　　这部分代码主要位于mm目录中但其处理器结构相关部分被放在arch/*/mm中。页面出错处理代码位于mm下的

　　memory.c文件中而内存映射与页面cache代码位于filemap.c中。buffer

　　cache则在mm/buffer.c中实现，

　　swap

　　cache位于mm/swap_state.c和mm/swapfile.c中。

　　核心

　　大多数通用代码位于kernel目录下而处理器相关代码被放在arch/*/kernel中。调度器位于kernel/sched.c

　　而fork代码位于kernel/fork.c中。底层部分处理代码位于include/linux/interrupt.h中。task_struct的

　　描叙则在/linux/sched.h中可以找到。

　　PCI

　　PCI伪设备驱动位于drivers/pci/pci.c且其系统通用定义放在include/linux/pci.h中。每个处理器结构

　　具有特殊的PCI

　　BIOS代码，Alpha

　　AXP的位于arch/alpha/kernel/bios32.c中。

　　进程间通讯

　　所有这些代码都在ipc目录中。系统V

　　IPC对象都包含一个ipc_perm结构，它在include/linux/ipc.h中描叙。

　　系统V消息在ipc/msg.c中实现，共享内存在ipc/shm.c而信号灯位于ipc/sem.c中。管道在ipc/pipe.c中实现。

　　中断处理

　　核心的中断处理代码总是与微处理器结构相关。Intel系统的中断处理代码位于arch/i386/kernel/irq.c中，

　　其定义位于include/asm-i386/irq.h中。

　　设备驱动

　　Linux核心源码的大多数都是设备驱动。所有Linux的设备驱动源码都放在drivers目录中并分成以下几类：

　　/block

　　块设备驱动包括IDE（在ide.c中）驱动。如果你想寻找这些可包含文件系统的设备的初始化过程

　　则应该在drivers/block/genhd.c中的device_setup()。当安装一个nfs文件系统时不但要初始化

　　硬盘还需初始化网络。块设备包括IDE与SCSI设备。

　　/char

　　此目录包含字符设备的驱动，如ttys，串行口以及鼠标。

　　/cdrom

　　包含所有Linux

　　CDROM代码。在这里可以找到某些特殊的CDROM设备（如Soundblaster

　　CDROM）。

　　IDE接口的CD驱动位于drivers/block/ide-cd.c中而SCSI

　　CD驱动位于drivers/scsi/scsi.c中。

　　/pci

　　它包含了PCI伪设备驱动源码。这里可以找到关于PCI子系统映射与初始化的代码。另外位于

　　arch/alpha/kernel/bios32.c中的Alpha

　　AXP

　　PCI补丁代码也值得一读。

　　/scsi

　　这里可以找到所有的SCSI代码以及Linux支持的SCSI

　　设备的设备驱动。

　　/net

　　包含网络驱动源码，如tulip.c中的DECChip

　　21040

　　PCI以太网驱动。

　　/sound

　　所有的声卡驱动源码。

　　文件系统

　　EXT2文件系统的源码位于fs/ext2中，其数据结构定义位于include/linux/ext2_fs.h,

　　ext2_fs_i.h

　　以及

　　ext2_fs_sb.h中。虚拟文件系统数据结构在include/linux/fs.h中描叙且其代码在fs/*中。buffer

　　cache

　　和update核心后台进程在fs/buffer.c中实现。

　　网络

　　网络代码位于net目录而大多数包含文件位于include/net中。BSD套接口代码位于net/socket.c中。IPV4的

　　INET套接口代码位于net/ipv4/af_inet.c中。通用协议支撑代码（包括sk_buff处理过程）位于net/core中，

　　同时TCP/IP网络代码位于net/ipv4中。网络设备驱动位于drivers/net中。

　　模块

　　核心模块代码部分位于核心中部分位于modules包中。核心代码位于kernel/modules.c且其数据结构与核心

　　后台进程kerneld消息位于include/linux/module.h和include/linux/kerneld.h目录中。同时必要时需查阅

　　include/linux/elf.h中的ELF文件格式。