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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设备树语法详解

    Linux内核从3.x开始引入设备树的概念,用于实现驱动代码与设备信息相分离。在设备树出现以前,所有关于设备的具体信息都要写在驱动里,一旦外围设备变化,驱动代码就要重写。引入了设备树之后,驱动代码只负责处理驱动的逻辑,而关于设备的具体信息存放到设备树文件中,这样,如果只是硬件接口信息的变化而没有驱动逻辑的变化,驱动开发者只需要修改设备树文件信息,不需要改写驱动代码。比如在ARM Linux内,一个.dts(device tree source)文件对应一个ARM的machine,一般放置在内核的"arch/arm/boot/dts/"目录内,比如exynos4412参考板的板级设备树文件就是"arch/arm/boot/dts/exynos4412-origen.dts"。这个文件可以通过$make dtbs命令编译成二进制的.dtb文件供内核驱动使用。

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    [干货]手把手教你用Zedboard学习Linux移植和驱动开发

    部分硬件设计中需要CPU完成对电路寄存器的配置,为了完成Zedboard对FPGA上部分寄存器的配置功能,可以在PS单元(处理器系统)上运行裸机程序(无操作系统支持)完成和PL单元(FPGA部分)的数据交互功能,此时PS单元更像单片机开发;另一种方法是PS单元运行Linux操作系统,通过驱动程序和应用程序完成对硬件寄存器的读写操作,并且Linux有着完整的网络协议栈支持,后续可拓展性更强,可以更好的发挥ZYNQ这种异构架构芯片的性能。主要分为两部分,分别阐述Zedboard中FPGA和处理器互联总线与硬件设计和Zedboard处理器系统上嵌入式Linux的移植与通过驱动和应用程序简单配置FPGA寄存器的实现。上次介绍了没有操作系统下的驱动和应用程序开发,本文介绍带操作系统的驱动和应用程序开发。

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    领券