Linux的最大的好处之一就是他的源码公开。同时,公开的核心源码也吸引着无数的电脑爱好者和程式员;他们把解读和分析Linux的核心源码作为自己的最大兴趣,把修改Linux源码和改造Linux系统作为自己对电脑技术追求的最大目标。

Linux内核源码是很具吸引力的,特别是当您弄懂了一个分析了好久都没搞懂的问题;或是被您修改过了的内核,顺利通过编译,一切运行正常的时候。那种成就感真是油然而生!而且,对内核的分析,除了出自对技术的狂热追求之外,这种令人生畏的劳动所带来的回报也是很令人着迷的,这也正是他拥有众多追随者的主要原因:

首先,您能够从中学到很多的电脑的底层知识,如后面将讲到的系统的引导和硬件提供的中断机制等;其他,象虚拟存储的实现机制,多任务机制,系统保护机制等等,这些都是非都源码不能体会的。

同时,您还将从操作系统的整体结构中,体会整体设计在软件设计中的份量和作用,连同一些宏观设计的方法和技巧:Linux的内核为上层应用提供一个和具体硬件不相关的平台;同时在内核内部,他又把代码分为和体系结构和硬件相关的部分,和可移植的部分;再例如,Linux虽然不是微内核的,但他把大部分的设备驱动处理成相对单独的内核模块,这样减小了内核运行的开销,增强了内核代码的模块单独性。

而且您还能从对内核源码的分析中,体会到他在解决某个具体细节问题时,方法的巧妙:如后面将分析到了的Linux通过Botoom_half机制来加快系统对中断的处理。

最重要的是:在源码的分析过程中,您将会被一点一点地、潜移默化地专业化。一个专业的程式员,总是把代码的清楚性,兼容性,可移植性放在很重要的位置。他们总是通过定义大量的宏,来增强代码的清楚度和可读性,而又不增加编译后的代码长度和代码的运行效率;他们总是在编码的同时,就考虑到了以后的代码维护和升级。 甚至,只要分析百分之一的代码后,您就会深刻地体会到,什么样的代码才是个专业的程式员写的,什么样的代码是个业余爱好者写的。而这一点是任何没有真正分析过标准代码的人都无法体会到的。

然而,由于内核代码的冗长,和内核体系结构的庞杂,所以分析内核也是个很艰难,很需要毅力的事;在缺乏指导和交流的情况下,尤其如此。只有方法正确,才能事半功倍。正是基于这种考虑,作者希望通过此文能给大家一些借鉴和启迪。

由于本人所进行的分析都是基于2.2.5版本的内核;所以,假如没有特别说明,以下分析都是基于i386单处理器的2.2.5版本的Linux内核。任何源文档均是相对于目录/usr/src/linux的。

要分析Linux内核源码,首先必须找到各个模块的位置,也即要弄懂源码的文档组织形式。虽然对于有经验的高手而言,这个不是很难;但对于很多初级的Linux爱好者,和那些对源码分析很有兴趣但接触不多的人来说,这还是很有必要的。

1、Linux核心源程式通常都安装在/usr/src/linux下,而且他有一个很简单的编号约定:任何偶数的核心(的二个数为偶数,例如2.0.30)都是个稳定地发行的核心,而任何奇数的核心(例如2.1.42)都是个研发中的核心。

2、核心源程式的文档按树形结构进行组织,在源程式树的最上层,即目录/usr/src/linux下有这样一些目录和文档。

◆ COPYING: GPL版权申明。对具备GPL版权的源代码改变而形成的程式,或使用GPL工具产生的程式,具备使用GPL发表的义务,如公开源代码。

◆ CREDITS: 光荣榜。对Linux做出过很大贡献的一些人的信息。

◆ MAINTAINERS: 维护人员列表,对当前版本的内核各部分都有谁负责。

◆ Makefile: 第一个Makefile文档。用来组织内核的各模块,记录了个模块间的相互这间的联系和依托关系,编译时使用;仔细阅读各子目录下的Makefile文档对弄清各个文档这间的联系和依托关系很有帮助。

◆ ReadMe: 核心及其编译配置方法简单介绍。

◆ Rules.make: 各种Makefilemake所使用的一些一起规则。

◆ REPORTING-BUGS:有关报告Bug 的一些内容。

● Arch/ :arch子目录包括了任何和体系结构相关的核心代码。他的每一个子目录都代表一种支持的体系结构,例如i386就是关于intel cpu及和之相兼容体系结构的子目录。PC机一般都基于此目录;

● Include/: include子目录包括编译核心所需要的大部分头文档。和平台无关的头文档在 include/linux子目录下,和 intel cpu相关的头文档在include/asm-i386子目录下,而include/scsi目录则是有关scsi设备的头文档目录。

● Init/: 这个目录包含核心的初始化代码(注:不是系统的引导代码),包含两个文档main.c和Version.c,这是研究核心如何工作的好的起点之一。

● Mm/:这个目录包括任何单独于 cpu 体系结构的内存管理代码,如页式存储管理内存的分配和释放等;而和体系结构相关的内存管理代码则位于arch/*/mm/,例如arch/i386/mm/Fault.c。

● Kernel/:主要的核心代码,此目录下的文档实现了大多数linux系统的内核函数,其中最重要的文档当属sched.c;同样,和体系结构相关的代码在arch/*/kernel中。

● Drivers/: 放置系统任何的设备驱动程式;每种驱动程式又各占用一个子目录:如,/block 下为块设备驱动程式,比如ide(ide.c)。假如您希望查看任何可能包含文档系统的设备是如何初始化的,您能够看drivers/block/genhd.c中的device_setup()。他不但初始化硬盘,也初始化网络,因为安装nfs文档系统的时候需要网络。

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