linux bible 第十四章 Linux核心资源
时间：2007-02-17 来源：PHP爱好者
第十四章 Linux核心资源
本章主要描叙寻找某个特殊核心函数时用到的Linux核心资源。
本书并不要求读者具有C编程语言的能力或者拥有Linux核心源代码来理解Linux核心
工作原理。但是如果对核心源代码进行阅读将加深对Linux操作系统的理解。本章提
供了一个核心源代码的综述。
从哪里得到Linux核心源码
所有主要Linux分发版本（如Craftworks，Debian，Slackware，Redhat）都包含了
源码在内。通常安装在你的Linux系统核心就是从这些源码中构造出来的。由于一些
显然的因素，这些源码都或多或少有点过期。你可以在www-appendix一章中的那些
WEB站点中得到最新的版本。这些站点包括ftp://ftp.cs.helsinki.fi以及所有其他
镜象站点中。helsinki的这个WEB站点上的Linux源码显然是最新的但是MIT和Sunsite
的也不会差太远。
如果你无法访问这些WEB站点，有许多CDROM厂商以非常合理的价格提供了这些WEB站
点的镜象光盘。有些厂商还提供每季度甚至每个月更新的订购服务。另外你所在的本
地Linux用户组也是一个很好的资源。
Linux核心代码的版本编号很简单。任何偶数编号的核心（如2.0.30）都是稳定的发
行版而记数编号的核心（如2.1.42）都是正在开发的核心。本书基于稳定的2.0.30版
本。开发版的核心具有所有最新的特征并支持最新的设备。尽管它们不是你所希望的
那样稳定，但是对于Linux用户团体来说试用新核心是非常重要的。因为他们将完成
这些评测工作。当试用非发行版本核心时备份系统总是有好处的。
核心的修改以patch文件来分发。而patch实用程序被用来对一些核心源码进行编辑。
例如如果现在你已经有了2.0.39的核心代码但是你想升级到2.0.30，那么你在取得
2.0.30补丁文件后可以实用以下命令来修改现存核心：
$ cd /usr/src/linux
$ patch -p1 <patch-2.0.30
一个收集核心补丁的站点是http://www.linuxhq.com。
核心源码的组织
核心源码的顶层是/usr/src/linux目录，在此目录下你可以看到大量子目录：
arch
这个子目录包含了所有体系结构相关的核心代码。它还包含每种支持的体系
结构的子目录，如i386。
include
这个目录包括了用来重构核心的大多数include文件。对于每种支持的体系结
构分别有一个子目录。
此目录中的asm子目录中是对应某种处理器的符号连接，如include/asm-i386。
要修改处理器结构则只需编辑核心的makefile并重新运行Linux核心配置程序。
init 此目录包含核心启动代码。
mm
此目录包含了所有的内存管理代码。与具体体系结构相关的内存管理代码位
于arch/*/mm目录下，如arch/i386/mm/fault.c 。
drivers
系统中所有的设备驱动都位于此目录中。它又进一步划分成几类设备驱动，如blo
ck。
ipc 此目录包含了核心的进程间通讯代码。
modules
此目录仅仅包含已建好的模块。
fs
所有的文件系统代码。它也被划分成对应不同文件系统的子目录，如vfat和ext2。
kernel
主要核心代码。同时与处理器结构相关代码都放在arch/*/kernel目录下。
net 核心的网络部分代码。
lib
此目录包含了核心的库代码。与处理器结构相关库代码被放在arch/*/lib/目录下
。
scripts
此目录包含用于配置核心的脚本文件（如awk和tk脚本）。
从哪里入手
阅读象Linux核心代码这样的复杂程序令人望而生畏。它象一个越滚越大的雪球。阅读
核心某个部分经常要用到好几个其他的相关文件，不久你将会忘记你原来在干什么。
本小节将给出一些提示。
系统启动与初始化
在基于intel的系统上，Linux可以通过loadlin.exe或者LILO将核心载入内存并将控
制传递给它。这部分程序位于arch/i386/kerneld/head.S。此文件完成一些处理器
相关操作并跳转到init/main.c中的main()例程。
内存管理
这部分代码主要位于mm目录中但其处理器结构相关部分被放在arch/*/mm中。页面出
错处理代码位于mm下的memory.c文件中而内存映射与页面cache代码位于filemap.c中。
buffer cache则在mm/buffer.c中实现， swap cache位于mm/swap_state.c和
mm/swapfile.c中。
核心
大多数通用代码位于kernel目录下而处理器相关代码被放在arch/*/kernel中。调度器
位于kernel/sched.c而fork代码位于kernel/fork.c中。底层部分处理代码位于
include/linux/interrupt.h中。task_struct的描叙则在/linux/sched.h中可以找到。
PCI
PCI伪设备驱动位于drivers/pci/pci.c且其系统通用定义放在include/linux/pci.h中。
每个处理器结构具有特殊的PCI BIOS代码，Alpha AXP的位于arch/alpha/kernel/bios3
2.c?nbsp;
。
进程间通讯
所有这些代码都在ipc目录中。系统VIPC对象都包含一个ipc_perm结构，它在
include/linux/ipc.h中描叙。系统V消息在ipc/msg.c中实现，共享内存在ipc/shm.c
而信号灯位于ipc/sem.c中。管道在ipc/pipe.c中实现。
中断处理
核心的中断处理代码总是与微处理器结构相关。Intel系统的中断处理代码位于
arch/i386/kernel/irq.c中，其定义位于include/asm-i386/irq.h中。
设备驱动
Linux核心源码的大多数都是设备驱动。所有Linux的设备驱动源码都放在drivers目
录中并分成以下几类：
/block
块设备驱动包括IDE（在ide.c中）驱动。如果你想寻找这些可包含文件系统的设
备的初始化过程则应该在drivers/block/genhd.c中的device_setup()。当安装
一个nfs文件系统时不但要初始化硬盘还需初始化网络。块设备包括IDE与SCSI设备
。
/char 此目录包含字符设备的驱动，如ttys，串行口以及鼠标。
/cdrom
包含所有Linux CDROM代码。在这里可以找到某些特殊的CDROM设备
（如Soundblaster CDROM）。 IDE接口的CD驱动位于drivers/block/ide-cd.c
中而SCSI CD驱动位于drivers/scsi/scsi.c中。
/pci
它包含了PCI伪设备驱动源码。这里可以找到关于PCI子系统映射与初始化的代
码。另外位于arch/alpha/kernel/bios32.c中的Alpha AXP PCI补丁代码也值得一
读。
/scsi 这里可以找到所有的SCSI代码以及Linux支持的SCSI 设备的设备驱动。
/net 包含网络驱动源码，如tulip.c中的DECChip 21040 PCI以太网驱动。
/sound
所有的声卡驱动源码。
文件系统
EXT2文件系统的源码位于fs/ext2中，其数据结构定义位于include/linux/ext2_fs.h,
ext2_fs_i.h 以及ext2_fs_sb.h中。虚拟文件系统数据结构在include/linux/fs.h中
描叙且其代码在fs/*中。buffercache 和update核心后台进程在fs/buffer.c中实现。
网络
网络代码位于net目录而大多数包含文件位于include/net中。BSD套接口代码位于
net/socket.c中。IPV4的INET套接口代码位于net/ipv4/af_inet.c中。通用协议
支撑代码（包括sk_buff处理过程）位于net/core中，同时TCP/IP网络代码位于
net/ipv4中。网络设备驱动位于drivers/net中。
模块
核心模块代码部分位于核心中部分位于modules包中。核心代码位于kernel/modules.c
其数据结构与核心后台进程kerneld消息位于include/linux/module.h和
include/linux/kerneld.h目录中。同时必要时需查阅include/linux/elf.h中的
ELF文件格式。
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本章主要描叙寻找某个特殊核心函数时用到的Linux核心资源。
本书并不要求读者具有C编程语言的能力或者拥有Linux核心源代码来理解Linux核心
工作原理。但是如果对核心源代码进行阅读将加深对Linux操作系统的理解。本章提
供了一个核心源代码的综述。
从哪里得到Linux核心源码
所有主要Linux分发版本（如Craftworks，Debian，Slackware，Redhat）都包含了
源码在内。通常安装在你的Linux系统核心就是从这些源码中构造出来的。由于一些
显然的因素，这些源码都或多或少有点过期。你可以在www-appendix一章中的那些
WEB站点中得到最新的版本。这些站点包括ftp://ftp.cs.helsinki.fi以及所有其他
镜象站点中。helsinki的这个WEB站点上的Linux源码显然是最新的但是MIT和Sunsite
的也不会差太远。
如果你无法访问这些WEB站点，有许多CDROM厂商以非常合理的价格提供了这些WEB站
点的镜象光盘。有些厂商还提供每季度甚至每个月更新的订购服务。另外你所在的本
地Linux用户组也是一个很好的资源。
Linux核心代码的版本编号很简单。任何偶数编号的核心（如2.0.30）都是稳定的发
行版而记数编号的核心（如2.1.42）都是正在开发的核心。本书基于稳定的2.0.30版
本。开发版的核心具有所有最新的特征并支持最新的设备。尽管它们不是你所希望的
那样稳定，但是对于Linux用户团体来说试用新核心是非常重要的。因为他们将完成
这些评测工作。当试用非发行版本核心时备份系统总是有好处的。
核心的修改以patch文件来分发。而patch实用程序被用来对一些核心源码进行编辑。
例如如果现在你已经有了2.0.39的核心代码但是你想升级到2.0.30，那么你在取得
2.0.30补丁文件后可以实用以下命令来修改现存核心：
$ cd /usr/src/linux
$ patch -p1 <patch-2.0.30
一个收集核心补丁的站点是http://www.linuxhq.com。
核心源码的组织
核心源码的顶层是/usr/src/linux目录，在此目录下你可以看到大量子目录：
arch
这个子目录包含了所有体系结构相关的核心代码。它还包含每种支持的体系
结构的子目录，如i386。
include
这个目录包括了用来重构核心的大多数include文件。对于每种支持的体系结
构分别有一个子目录。
此目录中的asm子目录中是对应某种处理器的符号连接，如include/asm-i386。
要修改处理器结构则只需编辑核心的makefile并重新运行Linux核心配置程序。
init 此目录包含核心启动代码。
mm
此目录包含了所有的内存管理代码。与具体体系结构相关的内存管理代码位
于arch/*/mm目录下，如arch/i386/mm/fault.c 。
drivers
系统中所有的设备驱动都位于此目录中。它又进一步划分成几类设备驱动，如blo
ck。
ipc 此目录包含了核心的进程间通讯代码。
modules
此目录仅仅包含已建好的模块。
fs
所有的文件系统代码。它也被划分成对应不同文件系统的子目录，如vfat和ext2。
kernel
主要核心代码。同时与处理器结构相关代码都放在arch/*/kernel目录下。
net 核心的网络部分代码。
lib
此目录包含了核心的库代码。与处理器结构相关库代码被放在arch/*/lib/目录下
。
scripts
此目录包含用于配置核心的脚本文件（如awk和tk脚本）。
从哪里入手
阅读象Linux核心代码这样的复杂程序令人望而生畏。它象一个越滚越大的雪球。阅读
核心某个部分经常要用到好几个其他的相关文件，不久你将会忘记你原来在干什么。
本小节将给出一些提示。
系统启动与初始化
在基于intel的系统上，Linux可以通过loadlin.exe或者LILO将核心载入内存并将控
制传递给它。这部分程序位于arch/i386/kerneld/head.S。此文件完成一些处理器
相关操作并跳转到init/main.c中的main()例程。
内存管理
这部分代码主要位于mm目录中但其处理器结构相关部分被放在arch/*/mm中。页面出
错处理代码位于mm下的memory.c文件中而内存映射与页面cache代码位于filemap.c中。
buffer cache则在mm/buffer.c中实现， swap cache位于mm/swap_state.c和
mm/swapfile.c中。
核心
大多数通用代码位于kernel目录下而处理器相关代码被放在arch/*/kernel中。调度器
位于kernel/sched.c而fork代码位于kernel/fork.c中。底层部分处理代码位于
include/linux/interrupt.h中。task_struct的描叙则在/linux/sched.h中可以找到。
PCI
PCI伪设备驱动位于drivers/pci/pci.c且其系统通用定义放在include/linux/pci.h中。
每个处理器结构具有特殊的PCI BIOS代码，Alpha AXP的位于arch/alpha/kernel/bios3
2.c?nbsp;
。
进程间通讯
所有这些代码都在ipc目录中。系统VIPC对象都包含一个ipc_perm结构，它在
include/linux/ipc.h中描叙。系统V消息在ipc/msg.c中实现，共享内存在ipc/shm.c
而信号灯位于ipc/sem.c中。管道在ipc/pipe.c中实现。
中断处理
核心的中断处理代码总是与微处理器结构相关。Intel系统的中断处理代码位于
arch/i386/kernel/irq.c中，其定义位于include/asm-i386/irq.h中。
设备驱动
Linux核心源码的大多数都是设备驱动。所有Linux的设备驱动源码都放在drivers目
录中并分成以下几类：
/block
块设备驱动包括IDE（在ide.c中）驱动。如果你想寻找这些可包含文件系统的设
备的初始化过程则应该在drivers/block/genhd.c中的device_setup()。当安装
一个nfs文件系统时不但要初始化硬盘还需初始化网络。块设备包括IDE与SCSI设备
。
/char 此目录包含字符设备的驱动，如ttys，串行口以及鼠标。
/cdrom
包含所有Linux CDROM代码。在这里可以找到某些特殊的CDROM设备
（如Soundblaster CDROM）。 IDE接口的CD驱动位于drivers/block/ide-cd.c
中而SCSI CD驱动位于drivers/scsi/scsi.c中。
/pci
它包含了PCI伪设备驱动源码。这里可以找到关于PCI子系统映射与初始化的代
码。另外位于arch/alpha/kernel/bios32.c中的Alpha AXP PCI补丁代码也值得一
读。
/scsi 这里可以找到所有的SCSI代码以及Linux支持的SCSI 设备的设备驱动。
/net 包含网络驱动源码，如tulip.c中的DECChip 21040 PCI以太网驱动。
/sound
所有的声卡驱动源码。
文件系统
EXT2文件系统的源码位于fs/ext2中，其数据结构定义位于include/linux/ext2_fs.h,
ext2_fs_i.h 以及ext2_fs_sb.h中。虚拟文件系统数据结构在include/linux/fs.h中
描叙且其代码在fs/*中。buffercache 和update核心后台进程在fs/buffer.c中实现。
网络
网络代码位于net目录而大多数包含文件位于include/net中。BSD套接口代码位于
net/socket.c中。IPV4的INET套接口代码位于net/ipv4/af_inet.c中。通用协议
支撑代码（包括sk_buff处理过程）位于net/core中，同时TCP/IP网络代码位于
net/ipv4中。网络设备驱动位于drivers/net中。
模块
核心模块代码部分位于核心中部分位于modules包中。核心代码位于kernel/modules.c
其数据结构与核心后台进程kerneld消息位于include/linux/module.h和
include/linux/kerneld.h目录中。同时必要时需查阅include/linux/elf.h中的
ELF文件格式。
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