| 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。
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