8分钟掌握Linux内核分析的重要科技
发布时间：2022-07-15 16:27:49 所属栏目：Linux 来源：互联网
导读：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
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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： 1 入手方法 01 方法一 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 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； ●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。 ●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；●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；●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；●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； ●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； ●Ipc/: 这个目录包含核心的进程间通讯的代码； ●Lib/: 放置核心的库代码； ●Net/: 核心与网络相关的代码； ●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； ●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。 02 方法二 从表面上看，Linux的源码就象一团扎乱无章的乱麻，其实它是一个组织得有条有理的蛛网。要把整个结构分析清楚，除了找出线头，还得理顺各个部分之间的关系，有条不紊的一点一点的分析。所谓以程序流程为线索、一线串珠，就是指根据程序的执行流程，把程序执行过程所涉及到的代码分析清楚。这种方法最典型的应用有两个：一是系统的初始化过程；二是应用程序的执行流程：从程序的装载，到运行，一直到程序的退出。为了简便起见，遵从循序渐进的原理，现就系统的初始化过程来具体的介绍这种方法。系统的初始化流程包括：系统引导，实模式下的初始化，保护模式下的初始化共三个部分。下面将一一介绍。Linux系统的常见引导方式有两种：Lilo引导和Loadin引导；同时Linux内核也自带了一个bootsect-loader。由于它只能实现 Linux的引导，不像前两个那样具有很大的灵活性（lilo可实现多重引导、loadin可在dos下引导Linux）,所以在普通应用场合实际上很少 使用bootsect-loader。当然，bootsect-loader也具有它自己的优点：短小没有多余的代码、附带在内核源码中、是内核源码的有 机组成部分，等等。bootsect-loader在内和源码中对应的程序是 /Arch/i386/boot/bootsect.S。下面将主要是针对此文件进行的分析。 1.几个相关文件： <1> /Arch/i386/boot/bootsect.S <2> /include/Linux/config.h <3> /include/asm/boot.h <4> /include/Linux/autoconf.h 2.引导过程分析： 对于Intel x86 PC , 开启电源后, 机器就会开始执行ROM BIOS的一系列系统测试动作，包括检查RAM，keyboard，显示器，软硬磁盘等等。执行完bios的系统测试之后，紧接着控制权会转移给ROM中 的启动程序(ROM bootstrap routine)；这个程序会将磁盘上的第0轨第0扇区（叫boot sector或MBR ， 系统的引导程序就放在此处）读入内存中，并放到自0x07C0:0x0000开始的512个字节处；然后处理机将跳到此处开始执行这一引导程序；也即装入 MBR中的引导程序后，CS:IP = 0x07C0:0x0000 。加电后处理机运行在与8086相兼容的实模式下。 （编辑：应用网_丽江站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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