En 0755-86038900
技术中心

如何分析Linux内核源码

发布时间:2015-01-30

不少程序员把解读和分析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。不过,由于Linux内核代码的冗长,和Linux内核体系结构的庞杂,所以分析Linux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。那么,到底该如何分析Linux内核源码呢?


  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:


  (1) 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;


  (2) CREDITS: 光荣榜。对Linux做出过很大贡献的一些人的信息;


  (3) MAINTAINERS: 维护人员列表,对当前版本的内核各部分都有谁负责;


  (4) 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;


  (5) ReadMe: 核心及其编译配置方法简单介绍;


  (6) Rules.make: 各种Makefilemake所使用的一些共同规则;


  (7) REPORTING-BUGS:有关报告Bug 的一些内容;


  ● Arch/ :arch子目录包括了所有和体系结构相关的核心代码。它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及与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件。与平台无关的头文件在 include/linux子目录下,与 intel cpu相关的头文件在include/asm-i386子目录下,而include/scsi目录则是有关scsi设备的头文件目录;


  ● 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),包含两个文件main.c和Version.c,这是研究核心如何工作的好的起点之一。


  ● Mm/:这个目录包括所有独立于 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archkernel中;


  ● Drivers/: 放置系统所有的设备驱动程序;每种驱动程序又各占用一个子目录:如,/block 下为块设备驱动程序,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,因为安装nfs文件系统的时候需要网络;


  ● Documentation/: 文档目录,没有内核代码,只是一套有用的文档,可惜都是English的,看看应该有用的哦;


  ● Fs/: 所有的文件系统代码和各种类型的文件操作代码,它的每一个子目录支持一个文件系统, 例如fat和ext2;


  ● Ipc/: 这个目录包含核心的进程间通讯的代码;


  ● Lib/: 放置核心的库代码;


  ● Net/: 核心与网络相关的代码;


  ● Modules/: 模块文件目录,是个空目录,用于存放编译时产生的模块目标文件;


  ● Scripts/: 描述文件,脚本,用于对核心的配置;


  一般,在每个子目录下,都有一个 Makefile 和一个Readme 文件,仔细阅读这两个文件,对内核源码的理解很有用。


  对Linux内核源码的分析,有几个很好的入口点:一个就是系统的引导和初始化,即从机器加电到系统核心的运行;另外一个就是系统调用,系统调用是用户程序或操作调用核心所提供的功能的接口。对于那些对硬件比较熟悉的爱好者,从系统的引导入手进行分析,可能来的容易一些;而从系统调用下口,则可能更合适于那些在dos或Uinx、Linux下有过C编程经验的高手。