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    Linux内核源代码分析经验

    Linux的最大的好处之一就是它的源码公开。同时,公开的核心源码也吸引着无数的电脑爱好者和程序员;他们把解读和分析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。   Linux内核源码是很具吸引力的,特别是当你弄懂了一个分析了好久都没搞懂的问题;或者是被你修改过了的内核,顺利通过编译,一切运行正常的时候。 那种成就感真是油然而生!而且,对内核的分析,除了出自对技术的狂热追求之外,这种令人生畏的劳动所带来的回报也是非常令人着迷的,这也正是它拥有众多追 随者的主要原因:   首先,你可以从中学到很多的计算机的底层知识,如后面将讲到的系统的引导和硬件提供的中断机制等;其它,象虚拟存储的实现机制,多任务机制,系统保护 机制等等,这些都是非都源码不能体会的。   同时,你还将从操作系统的整体结构中,体会整体设计在软件设计中的份量和作用,以及一些宏观设计的方法和技巧:Linux的内核为上层应用提供一个与 具体硬件不相关的平台;同时在内核内部,它又把代码分为与体系结构和硬件相关的部分,和可移植的部分;再例如,Linux虽然不是微内核的,但他把大部分 的设备驱动处理成相对独立的内核模块,这样减小了内核运行的开销,增强了内核代码的模块独立性。   而且你还能从对内核源码的分析中,体会到它在解决某个具体细节问题时,方法的巧妙:如后面将分析到了的Linux通过Botoom_half机制来加 快系统对中断的处理。   最重要的是:在源码的分析过程中,你将会被一点一点地、潜移默化地专业化。一个专业的程序员,总是把代码的清晰性,兼容性,可移植性放在很重要的位 置。他们总是通过定义大量的宏,来增强代码的清晰度和可读性,而又不增加编译后的代码长度和代码的运行效率;他们总是在编码的同时,就考虑到了以后的代码 维护和升级。 甚至,只要分析百分之一的代码后,你就会深刻地体会到,什么样的代码才是一个专业的程序员写的,什么样的代码是一个业余爱好者写的。而这一点是任何没有真 正分析过标准代码的人都无法体会到的。   然而,由于内核代码的冗长,和内核体系结构的庞杂,所以分析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。只有方法正 确,才能事半功倍。正是基于这种考虑,作者希望通过此文能给大家一些借鉴和启迪。   由于本人所进行的分析都是基于2.2.5版本的内核;所以,如果没有特别说明,以下分析都是基于i386单处理器的2.2.5版本的Linux内核。 所有源文件均是相对于目录/usr/src/linux的。   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。   ◆ 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。   ◆ CREDITS: 光荣榜。对Linux做出过很大贡献的一些人的信息。   ◆ MAINTAINERS: 维护人员列表,对当前版本的内核各部分都有谁负责。   ◆ 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。   ◆ ReadMe: 核心及其编译配置方法简单介绍。   ◆ Rules.make: 各种Makefilemake所使用的一些共同规则。   ◆ 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 c

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    Linux 之父如何定义 Linux?

    来源:马哥教育链接:https://mp.weixin.qq.com/s/wwBt5H68tHmf_lHXrd_eSQ本文是 Linus 写于 1991年10月10日LINUX是什么?LINUX是一个免费类unix内核,适用于386-AT计算机,附带完整源代码。主要让黑客、计算机科学学生使用,学习和享受。它大部分用C编写,但是一小部分是用gnu格式汇编,而且引导序列用的是因特尔086汇编语言。C代码是相对ANSI的,使用一些GNU增强特性(大多为 __asm__ 和 inline)。然而有很多可用于386电脑的unices,他们大部分要花很多钱,而且不附带源码。因此他们是使用计算机的理想选择,但是如果你想了解他们如何工作,那是不可能的。也有一些 Unix 是附带源码的。Minix,Andrew S. Tanenbaum编写的学习工具,已经在大学中作为教学工具使用了很多年了。BSD-386系统是附带源码的,但是有版权限制,而且要花很多钱(我记得起始价格为$995)。GNU内核(Hurd)将会是免费的,但是现在还没有准备好,而且对于了解和学习它们来说有点庞大。LINUX与Minix是最相似的,由于它很小而且不是非常复杂,因此易于理解(嗯…)。LINUX是基于Minix编写的,因此有相当多的相同点,任何Minix黑客在使用LINUX的时候都感觉非常熟悉。不过,没有在项目中使用Minix代码,因此Minix版权没有限制到这个新系统。它也是完全免费的,而且它的版权非常宽松。因此不像使用Minix,它不需要几兆字节大小的区别。LINUX版权虽然是免费的发布版,我还是从以下几个方面限制了LINUX的使用:你可以自由复制和重新发布源码和二进制,只要是:1. 完全开源。因此不能单独发布二进制,即使你只修改了一点。2. 你不能从发布版获取利益。事实上甚至“装卸费用”都是不被接受的。3. 你要保持完整的适当版权。· 根据需要你可能会修改源码,但是如果你发布了新系统的一部分(或者只有二进制),必须将新的代码包含进去。· 除了不包含版权的代码之外,你可能会做一些小的修改。这由你来定,但是如果能将相关内容或者代码告诉我,将不胜感激。对任何使用或者扩展系统的人来说,这应该足够宽松而不会引起任何担忧。如果你有朋友真的不想要源码,只想要一个能运行的二进制,你当然可以给他而不用担心我会起诉你。不过最好只在朋友之间这么做。LINUX运行所需的硬件/软件LINUX是在一个运行Minix的386-AT上开发的。由于LINUX是一个真正的操作系统,而且需要直接与硬件交互来做一些事情,你必须有一个非常相似的系统来让他顺利运行:· 386-AT(PS/2之类是不同的,不能正常运行)· VGA或者EGA屏幕硬件。· 标准AT硬盘接口,IDE盘可以运行(实际上我用的就是这个)。· 正常实模式BIOS。一些机器看起来是用虚-86模式运行启动程序,而且在这样的机器LINUX不会启动和正常运行。LINUX会发展成为一个自给自足的系统,现在需要Minix-386才能正常运行。你需要Minix让初始化启动文件系统,和编译OS二进制。在那之后LINUX是一个自给自足的系统,但是为了做文件系统检查(fsck)和修改之后重编译系统,推荐使用Minix。获取LINUXLINUX现在可以使用匿名ftp从‘nic.funet.fi’的‘/pub/OS/Linux’目录获取。这个目录包含操作系统的所有源码,还有一些二进制文件,因此你可以真正使用系统了。注意!二进制大多是GNU软件,而且版权比LINUX的严格(GNU非盈利性版权)。因此你不能在不发布他们源码的情况下重新发布他们,可以在/pub/GNU中找到。关于GNU非盈利性版权,从任何GNU软件包了解更多。此目录中各类文件如下:· linux-0.03.tar.Z–系统的完全源码,16位tar压缩文件格式。· Linux.tex–这个文件的LATEX源码。· bash.Z–在LINUX下运行的bash二进制文件。这个二进制文件应该放到预留给LINUX文件系统中的/bin/sh下(参见installation)。· update.Z–更新二进制文件,要放到/bin/update。· gccbin.tar.Z–GNU cc二进制文件需要由一个可运行的编译器。这个tar压缩包含有编译器,加载器,汇编程序和支持程序(nm,strip等)。它还包含一个小型的库,可用于大部分程序。· include.tar.Z–让gcc运行的必要include文件。· unistd.tar.Z–unistd库程序的源码(即系统调用接口)。通过这个你可以使用系统独立库源码编译一个大一些的库。· utilbin.tar.Z–各种GNU工具的二进制文件,包括GNU的fileutils,make和tar。也包含克隆emacs的uemacs。· README, RELNOTES-

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