《基于linux的C编程与内核导读》连载（5）

今天是本书第二章的第3、4两节，分别讲述内核的体系结构和源代码目录结构。欢迎大家指出其中错误或提出修改意见，谢谢！

2.3 linux内核体系结构

Linux内核主要由5个模块组成，它们分别是：进程调度模块、内存管理模块、文件系统模块、进程间通信模块和网络接口模块。

进程调度模块用来负责控制进程对CPU资源的使用；内存管理模块用于确保所有进程能够安全地共享机器主内存区，同时，内存管理模块还支持虚拟内存管理方式；文件系统模块用于支持对外部设备的驱动和存储，虚拟文件系统模块通过向所有的外部存储设备提供一个通用的文件接口，隐藏了各种硬件设备的不同细节；进程间通信模块子系统用于支持多种进程间的信息交换方式；网络接口模块提供对多种网络通信标准的访问并支持许多网络硬件。

2.4 linux内核源代码的目录结构

Linux核心源程序通常都安装在/usr/src/linux下，本人使用的是RedHat9.0，因此源代码的目录确切为/usr/src/linux2.4.20。其中2.4.20是内核的版本号，下面首先粗略讲一下Linux的内核版本命名规律。版本号的格式为“x.yy.zz”，其中x介于0到9之间，而yy、zz则介于0到99之间，通常数字越高便说明版本越新。另外，如果yy为偶数（例如2.0.30），则表明这是一个稳定地发行的核心，而如果yy为奇数（例如2.1.42），则表明这是一个开发中的核心。

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）主要文件有：

Ø        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；

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

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

Ø        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；

Ø        ReadMe：核心及其编译配置方法简单介绍；

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

Ø        REPORTING-BUGS：有关报告Bug 的一些内容。

（2）主要目录有：

Ø        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；

Ø        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；

Ø        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。

Ø        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arch/*/mm/，例如arch/i386/mm/Fault.c；

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

Ø        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；

Ø        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；

Ø        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；

Ø        Ipc/：这个目录包含核心的进程间通讯的代码；

Ø        Lib/：放置核心的库代码；

Ø        Net/：核心与网络相关的代码；

Ø        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；

Ø        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。