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怎样读Linux内核源代码
Linux 内核分析方法
2010-9-12
Linux 的最大的好处之一就是它的源码公开。同时,公开的核心源码也吸引着无数的电脑爱
好者和程序员;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 系统作为自己对计算机技术追求的最大目标。
Linux 内核源码是很具吸引力的,特别是当你弄懂了一个分析了好久都没搞懂的问题;
或者是被你修改过了的内核,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
回报也是非常令人着迷的,这也正是它拥有众多追随者的主要原因:
• 首先,你可以从中学到很多的计算机的底层知识,如后面将讲到的系统的引导和硬
件提供的中断机制等;其它,象虚拟存储的实现机制,多任务机制,系统保护机制
等等,这些都是非读源码不能体会的。
等等,这些都是非都源码不能体会的。
• 同时,你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,
以及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与具体硬件不
相关的平台;同时在内核内部,它又把代码分为与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
成相对独立的内核模块,这样减小了内核运行的开销,增强了内核代码的模块独立
性。
• 而且你还能从对内核源码的分析中,体会到它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,你将会被一点一点地、潜移默化地专业化。一
个专业的程序员,总是把代码的清晰性,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,来增强代码的清晰度和可读性,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,你就会深刻地体会到,什么样的代码才
是一个专业的程序员写的,什么样的代码是一个业余爱好者写的。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,所以分析内核也是一个很艰难,
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,如果没有特别说明,以下
分析都是基于 i386 单处理器的 2.2.5 版本的 Linux 内核。所有源文件均是相对于目录
/usr/src/linux 的。
方法之一:从何入手
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件组织
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 核心源程序通常都安装在/usr/src/linux 下,而且它有一个非常简单的编号
约定:任何偶数的核心(的二个数为偶数,例如 2.0.30)都是一个稳定地发行的核心,而
任何奇数的核心(例如 2.1.42)都是一个开发中的核心。
2 、核心源程序的文件按树形结构进行组织,在源程序树的最上层,即目录
/usr/src/linux 下有这样一些目录和文件:
◆ COPYING: GPL 版权申明。对具有 GPL 版权的源代码改动而形成的程序,或使用 GPL
工具产生的程序,具有使用 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 文件。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 文件对弄清各个文件
这间的联系和依托关系很有帮助;
◆ ReadMe:
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