linux内核源码分析(Linux开发板)
大家好,今天来为大家解答linux内核源码分析这个问题的一些问题点,包括Linux开发板也一样很多人还不知道,因此呢,今天就来为大家分析分析,现在让我们一起来看看吧!如果解决了您的问题,还望您关注下本站哦,谢谢~
Linux内核源码分析:Linux内核版本号和源码目录结构
Linux内核版本和源码目录结构对于理解其内部设计至关重要。内核分为稳定版和开发版,版本号由主版本、次版本和修订版本组成,次版本号用于区分两者。内核代码分散在庞大的源码中,组织在66492个C文件和若干个特定目录下。
Linux源码的根目录下,首先是arch目录,负责屏蔽不同体系结构间的差异,如虚拟地址翻译函数switch_mm。block目录存放通用的块设备驱动程序,如硬盘和U盘的读写操作。驱动程序通常在drivers目录,但块设备驱动被独立出来,因为它们的读写逻辑通用。certs目录用于存储认证和签名相关的代码,保障系统安全。
内核模块是Linux 2.2版本后引入的概念,以.so文件形式独立,根据需要动态加载,带来灵活性但也增加了安全风险。crypto目录包含加密和压缩算法,保障数据安全。Documentation目录提供内核模块的文档和规范,drivers目录存放硬件驱动,fs目录处理文件系统,init目录负责内核初始化,ipc目录负责进程间通信,kernel目录包含核心功能代码,lib目录是内核的库函数集,mm目录负责内存管理,net目录处理网络协议,samples目录包含示例代码,scripts目录是编译和调试工具,security目录负责安全机制,sound目录负责音频处理,tools目录包含开发工具,usr目录是用户打包,virt目录关注虚拟化,LICENSE目录则记录了许可证信息。
除了目录,源码中还有COPYING(版权声明)、CREDIT(贡献者名单)、Kbuild(构建配置)、MAINTAINERS(维护者信息)、Makefile(编译指令)和README(基本信息)等文件,它们分别提供了内核使用、贡献者认可、构建指导和基本介绍。这些组织结构使得Linux内核源码易于理解和维护。
怎么开始读Linux内核源码
本人是一名 android display方面的工程师,结合实际工作经验聊聊(观点未必正确)
1.准备工作:选择什么样的版本,使用什么样的工具,这个需要考虑好。
如果是要参考书的话,kernel版本一般都应该选择和书里面同步的版本,不要去选择最新的版本。因为最新的版本,各种改动比较多,反而对不上书了。
工具问题,你可以选择windows下的source insight,也可以选择linux下vim+ctags;
2.第一遍浏览,我建议是先把kernel里面的 start_kernel()函数里面的东西看清楚(不一定看明白),看看这个过程中,出现了什么玩意,有哪些分支,并将分支初略的画出一张图来(当然,我自己并没做到这一点,有点讽刺了)。
这里面最重要的几个地方,我个人认为,应该搞明白module机制,它是怎么通过编译链接脚本放在特定的区域,然后系统起来后,又是如何去(按照什么规则)去加载这些模块;
应该搞明白sysfs系统,这个对于驱动和用户空间的连接,有非常大的作用;
系统调用的open()应该走一遭,看看用户空间到kernel之间参数是如何传递,又是怎么通过vfs系统,把open的动作最终落实到某一个驱动的open()上去的;
对kernel启动过程中,内存的分配算法,是怎么从伙伴算法切换到最终的算法上,也应该略有耳闻;对fork()函数的过程有所明白。
对kernel中基本的数据结构实现过程、锁机制实现过程要有概念:
这一部分,总结起来,应该看的路线是:
start_kernel()
module_init()宏实现//看这个的时候,强烈建议,把makefile真正的意图弄明白
open()系统调用
fork()系统调用
sysfs框架实现
双链表是如何实现的;
锁最终是依靠什么来保证的?(其实还是硬件来保证的)
对于数据结构和锁这部分,就按照《Linux内核设计与实现》里面的东西挨个挨个看。有兴趣,自己也可以实现一个双链表公共API,随便哪个项目,一旦用上,直接抛进去,也未尝不可。
第一遍浏览,窃以为,上面这几部分看明白后,kernel的代码对你依然很难,但已经不再有神秘的面纱。
后续,你想研究某个模块,直接快速定位到那边去就行。
3.在完全用眼睛看完上面这部分内容后,kernel的路或许找到了,但是,万里长征的第一步,并没有迈出。这个时候,动手是很重要的了。
网上有各种方法,比如说,去kernel maillist里面订阅bug,然后自己试着解bug,此方法可取,而且是非常好。这里会遇到一个问题是,我们该怎么调试?
有人是架各种虚拟机或者多台物理机一起开干,这个可以有。(但是本人动手能力确实有限,这个没干成,本人是后面借助了公司的开发板)
如果你也像我一样,动手能力不足,如果你恰巧是手机或者类似手机开发公司的,你可以直接使用公司的开发机,通过串口log,将printk()的级别设置为3,把你需要的信息打印出来;
如果你是学生或者爱好者,可以花500左右人民币,去淘宝上买一个开发板,也是带串口的,所有的debug信息都是通过串口打印出来,保存到一个Log文件中,然后分析;
至于买什么样的板子,你可以随便选择,经典的s3c2440也行,高端点的树莓派,或者全志什么的,都可以。(不推荐全志,他们添加和修改硬件比较多,驱动也许不好搞)
4.选择你喜欢的模块,进行深入研究,通过log打印,反复推敲,这个时候,bug是最好的导师。多关注kernel/Documents/目录下的文档。
你需要注意的是,一定要把该模块无关的东西砍掉,否则,生命是有限的,而代码是无限的。
最后一句话是,在用眼睛看完后,思考过后,还得动手,然后再思考。否则,只读的话,仅能扫盲。
linux内核源码目录在哪linux内核源码
如何查看linux内核源代码?
一般在Linux系统中的/usr/src/linux*.*.*(*.*.*代表的是内核版本,如2.4.23)目录下就是内核源代码(如果没有类似目录,是因为还没安装内核代码)。另外还可从互连网上免费下载。注意,不要总到去下载,最好使用它的镜像站点下载。请在里找一个合适的下载点,再到pub/linux/kernel/v2.6/目录下去下载2.4.23内核。
代码目录结构
在阅读源码之前,还应知道Linux内核源码的整体分布情况。现代的操作系统一般由进程管理、内存管理、文件系统、驱动程序和网络等组成。Linux内核源码的各个目录大致与此相对应,其组成如下(假设相对于Linux-2.4.23目录):
1.arch目录包括了所有和体系结构相关的核心代码。它下面的每一个子目录都代表一种Linux支持的体系结构,例如i386就是IntelCPU及与之相兼容体系结构的子目录。PC机一般都基于此目录。
2.include目录包括编译核心所需要的大部分头文件,例如与平台无关的头文件在include/linux子目录下。
3.init目录包含核心的初始化代码(不是系统的引导代码),有main.c和Version.c两个文件。这是研究核心如何工作的好起点。
4.mm目录包含了所有的内存管理代码。与具体硬件体系结构相关的内存管理代码位于arch/*/mm目录下。
5.drivers目录中是系统中所有的设备驱动程序。它又进一步划分成几类设备驱动,每一种有对应的子目录,如声卡的驱动对应于drivers/sound。
6.ipc目录包含了核心进程间的通信代码。
7.modules目录存放了已建好的、可动态加载的模块。
8.fs目录存放Linux支持的文件系统代码。不同的文件系统有不同的子目录对应,如ext3文件系统对应的就是ext3子目录。
Kernel内核管理的核心代码放在这里。同时与处理器结构相关代码都放在arch/*/kernel目录下。
9.net目录里是核心的网络部分代码,其每个子目录对应于网络的一个方面。
10.lib目录包含了核心的库代码,不过与处理器结构相关的库代码被放在arch/*/lib/目录下。
11.scripts目录包含用于配置核心的脚本文件。
12.documentation目录下是一些文档,是对每个目录作用的具体说明。
一般在每个目录下都有一个.depend文件和一个Makefile文件。这两个文件都是编译时使用的辅助文件。仔细阅读这两个文件对弄清各个文件之间的联系和依托关系很有帮助。另外有的目录下还有Readme文件,它是对该目录下文件的一些说明,同样有利于对内核源码的理解。
在阅读方法或顺序上,有纵向与横向之分。所谓纵向就是顺着程序的执行顺序逐步进行;所谓横向,就是按模块进行。它们经常结合在一起进行。对于Linux启动的代码可顺着Linux的启动顺序一步步来阅读;对于像内存管理部分,可以单独拿出来进行阅读分析。实际上这是一个反复的过程,不可能读一遍就理解。