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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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    Ubuntu 文件系统的概括

    1.根目录   根目录,即整个文件系统的逻辑终点,用“/”表示 2.一级目录   */bin 包含普通用户和系统、系统管理员可以共享的各种通用程序,如bash、dd、df、gzip、grep、mv和mkdir等常用的基本命令   */boot 包含系统引导程序GRUB及其配置文件、Linux内核文件vmlinuz和磁盘内存映像文件initrd.img等重要引导文件   */dev 包含系统支持的所有设备文件。具体来说,console表示系统控制台,lp0表示打印机,mem表示系统的物理内存,sda表示连接到主控之气上的第一个磁盘,sda1和sda2等则分别表示其中的第一个和第二个磁盘分区,ttyXX表示系统的串口设备等  */etc 包含系统管理和维护方面的所有配置文件,如host.conf、resolv.conf、sysctl.conf和syslog.conf等。此外,还有大量的配置文件分别为与单独的子目录中。需要注意的是,要定期使用Backups备份工具备份这个目录中的重要配置文件,以便需要时能够快速地恢复系统   */home 包含所有普通用户的家目录。每增加一个新用户,系统将会在/home目录中创建一个和用户名相同的子目录作为该用户的家目录  */lib 包含系统引导过程,以及运行系统命令所需要的内核模块和各种动态链接共享库文件(扩展名为.so,类似于Windows系统中的.dll文件)  */lost+found 每个文件系统分区都存在一个lost+found目录,用于存储fsck命令在检测与dufus文件系统时删除的文件和目录   */media 包含移动存储介质(移动硬盘或U盘)的挂载点,如插入U盘,系统将会自动将U盘挂载在此目录下的某个子目录中  */mnt 包含所有自定义的文件系统的挂载点,可以挂载任何文件系统,如NFS或CIFS网络文件系统  */opt 应用程序等附加软件的安装目录,类似于Windows系统中的Program Files目录  */proc 虚拟文件系统,系统关闭时为空目录,系统运行时进程文件系统根目录,其中的部分文件分别对应当前正在运行的进程,可用于访问当前进程的地址空间   */root 超级用户root的家目录  */sbin 包含超级管理员的常用工具,如管理和维护、系统引导和修复命令集合  */srv 分担了/var目录的一些功能,保存一些网络服务所用的数据文件   */sys 和proc一样是虚拟目录,系统各种设备配置信息的根目录,如block子目录中含有磁盘及磁盘分区的配置信息  */tmp 临时文件目录,用于存储系统运行过程中生成的临时文件,也可以供用户存储自己的临时文件。需要注意的是,只有文件的创建者才能删除相应的文件  */usr 此目录既可以作为根目录下的一个子目录,其中保存系统提供的各种共享数据(如用户命令、库函数、头文件和文档等),又可以作为一个单独的文件系统,可以认为是对根目录的一个递归目录,使得文件系统具有更大的灵活性  */var 该目录和/usr目录类似,首先是根目录下的一个子目录,也可作为一个单独的文件系统,用于存储各种可变长的数据文件(如日志文件)、暂存文件或待处理的临时文件等 3.重要的二级目录   */boot/grub 其中存有GRUB配置文件,以及3种不同的初始引导程序等  */etc/apt 其中包含软件管理工具使用的配置文件,如sources.list等  */etc/cron.d 用于存储corn进程调度与运行后台程序所用的配置和控制文件。其他有关的目录包括:corn.hourly、corn.daily、corn.weekly和corn.monthly4个目录  */etc/init.d 用于存储系统启动过程中需要由init调度执行的脚本文件  */etc/network 其中包含网络接口的配置文件interface,以及相关的配置工具  */etc/X11 其中包含X服务器使用的各种配置文件,如xorg.conf等  */usr/bin 其中包含用户经常使用的各种命令   */usr/include 用于存储各种C语言头文件。这个目录及其子目录中的头文件是C开发人员需要经常引用的文件。其中,sys、linux和bits等子目录中定义的数据结构,对于深入学习、理解和掌握Linux系统具有极大的参考价值  */usr/lib 其中包含各种共享的库函数,可供程序员以静态或动态的方式链接自己开发的应用程序   */usr/sbin 其中包含系统引导完成之后系统管理员经常使用的各种系统管理和维护命令  */usr/share 共享目录,其中包含man(联机文档的根目录)、info(GNU inf

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    【基础知识】Linux文件目录结构一览表

    学习 Linux,不仅限于学习各种命令,了解整个 Linux 文件系统的目录结构以及各个目录的功能同样至关重要。 使用 Linux 时,通过命令行输入 ls -l / 可以看到,在 Linux 根目录(/)下包含很多的子目录(称为一级目录),例如 bin、boot、dev 等。同时,各一级目录下还含有很多子目录(称为二级目录),比如 /bin/bash、/bin/ed 等。Linux 文件系统目录总体呈现树形结构,/ 根目录就相当于树根。 由于 Linux 系统免费开源,使得 Linux 发行版本有很多,利用 Linux 开发产品的团队也有很多,如果任由每个人都按照自己的想法来配置 Linux 系统文件目录,后期可能会产生诸多的管理问题。试想,如果你进入一家公司,所用 Linux 系统的文件目录结构与所学的完全不同,实在令人头疼。 为了避免诸多使用者对 Linux 系统目录结构天马行空,Linux 基金会发布了 FHS 标准。多数 Linux 发行版系统都遵循这一标准。

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