Linux核心源码阅读方法

时间：2023-11-10 21:06:43
首次阅读Linux4.0.5内核源代码时，一脸茫然，它的代码不仅复杂，而且庞大，找不到从哪里开始阅读。
通常Linux会有以下目录
  • arch 子目录包括所有和体系结构相关的核心代码。它还有更深的子目录，每一个代表一种支持的体系结构
  • include 子目录包括编译核心所需要的大部分 include 文件。它也有更深的子目录，每一个支持的体系结构一个。 include/asm 是这个体系结构所需要的真实的 include 目录的软链接，例如 include/asm-i386 。为了改变体系结构，你需要编辑核心的 makefile ，重新运行 Linux 的核心配置程序
  • init 这个目录包含核心的初始化代码，这时研究核心如何工作的一个非常好的起点
  • mm 这个目录包括所有的内存管理代码。和体系结构相关的内存管理代码位于 arch/*/mm/
  • drivers 系统所有的设备驱动程序在这个目录。它们被划分成设备驱动程序类
  • ipc 这个目录包含核心的进程间通讯的代码
  • modules 这只是一个用来存放建立好的模块的目录
  • fs 所有的文件系统代码。被划分成子目录，每一个支持的文件系统一个
  • kernel 主要的核心代码。同样，和体系相关的核心代码放在 arch/*/kernel
  • net 核心的网络代码
  • lib 这个目录放置核心的库代码。和体系结构相关的库代码在 arch/*/lib/
  • scripts 这个目录包含脚本（例如 awk 和 tk 脚本），用于配置核心
按照以下顺序阅读源代码会轻松点
  1. 核心功能(kernel)
  2. 内存管理(mm)
  3. 文件系统(fs)
  4. 进程通讯(ipc)
  5. 网络(net)
  6. 系统启动和初始化(init/main和head.S)
  7. 其他等等

System Startup and Initialization （系统启动和初始化）

在一个 Intel 系统上，当 loadlin.exe 或 LILO 把核心加载到内存并把控制权交给它的时候，核心开始启动。这一部分看 arch/i386/kernel/head.S 。 head.S 执行一些和体系结构相关的设置工作并跳到 init/main.c 中的 main() 例程。

Memory Management （内存管理）

代码大多在 mm 但是和体系结构相关的代码在 arch/*/mm 。 Page fault 处理代码在 mm/memory.c 中，内存映射和页缓存代码在 mm/filemap.c 中。 Buffer cache 在 mm/buffer.c 中实现，交换缓存在 mm/swap_state.c 和 mm/swapfile.c 中。 

Kernel

大部分相对通用的代码在 kernel ，和体系结构相关的代码在 arch/*/kernel 。调度程序在 kernel/sched.c ， fork 代码在 kernel/fork.c 。 bottom half 处理代码在 include/linux/interrupt.h 。 task_struct 数据结构可以在 include/linux/sched.h 中找到 

PCI

PCI 伪驱动程序在 drivers/pci/pci.c ，系统范围的定义在 include/linux/pci.h 。每一种体系结构都有一些特殊的 PCI BIOS 代码， Alpha AXP 的位于 arch/alpha/kernel/bios32.c 

Interprocess Communication

全部在 ipc 目录。所有系统 V IPC 对象都包括 ipc_perm 数据结构，可以在 include/linux/ipc.h 中找到。系统 V 消息在 ipc/msg.c 中实现，共享内存在 ipc/shm.c 中，信号灯在 ipc/sem.c 。管道在 ipc/pipe.c 中实现。 

Interrupt Handling

核心的中断处理代码几乎都是和微处理器（通常也和平台）相关。 Intel 中断处理代码在 arch/i386/kernel/irq.c 它的定义在 incude/asm-i386/irq.h 。 

Device Drivers （设备驱动程序） 

Linux 核心源代码的大部分代码行在它的设备驱动程序中。 Linux 所有的设备驱动程序源代码都在 drivers 中，但是它们被进一步分类： 
  • /block 块设备驱动程序比如 ide （ ide.c ）。如果你希望查看所有可能包含文件系统的设备是如何初始化的，你可以看 drivers/block/genhd.c 中的 device_setup() 。它不仅初始化硬盘，也初始化网络，因为你安装 nfs 文件系统的时候需要网络。块设备包括基于 IDE 和 SCSI 设备。
  • /char 这里可以查看基于字符的设备比如 tty ，串行口等。
  • /cdrom Linux 所有的 CDROM 代码。在这里可以找到特殊的 CDROM 设备（比如 Soundblaster CDROM ）。注意 ide CD 驱动程序是 drivers/block 中的 ide-cd.c ，而 SCSI CD 驱动程序在 drivers/scsi/scsi.c 中
  • /pci PCI 伪驱动程序。这是一个观察 PCI 子系统如何被映射和初始化的好地方。 Alpha AXP PCI 整理代码也值得在 arch/alpha/kernel/bios32.c 中查看
  • /scsi 在这里不但可以找到所有的 Linux 支持的 scsi 设备的驱动程序，也可以找到所有的 SCSI 代码
  • /net 在这里可以找到网络设备驱动程序比如 DEC Chip 21040 PCI 以太网驱动程序在 tulip.c 中
  • /sound 所有的声卡驱动程序的位置

File Systems （文件系统） 

EXT2 文件系统的源程序都在 fs/ext2/ 子目录，数据结构的定义在 include/linux/ext2_fs.h,ext2_fs_i.h 和 ext2_fs_sb.h 中。虚拟文件系统的数据结构在 include/linux/fs.h 中描述，代码是 fs/* 。 Buffer cache 和 update 核心守护进程都是用 fs/buffer.c 实现的 

Network （网络）

网络代码放在 net 子目录，大部分的 include 文件在 include/net 。 BSD socket 代码在 net/socket.c ， Ipv4 INET socket 代码在 net/ipv4/af_inet.c 中。通用协议的支持代码（包括 sk_buff 处理例程）在 net/core 中， TCP/IP 网络代码在 net/ipv4 。网络设备驱动程序在 drivers/net 

Modules （模块） 

核心模块代码部分在核心，部分在 modules 包中。核心代码全部在 kernel/modules.c ，数据结果和核心守护进程 kerneld 的消息则分别在 include/linux/module.h 和 include/linux/kerneld.h 中。你可能也希望在 include/linux/elf.h 中查看一个 ELF 目标文件的结构 

参考

Linux内核源代码：http://www.kernel.org/
深入分心Linux内核源代码：http://oss.org.cn/kernel-book/
Linux的有关参考资料：http://www.oldlinux.org/index_cn.html

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