Linux內核源代碼的閱讀及相關工具介紹

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　　隨著linux的逐步普及，現在有不少人對於Linux的安裝及設置已經比較熟悉了。與Linux 的蓬勃發展相適應，想深入了解Linux的也越來越多。而要想深入了解Linux，就需要閱讀和分析linux內核的源代碼。

　　Linux的內核源代碼可以從很多途徑得到。一般來講，在安裝的linux系統下，/usr/src/linux目錄下的東西就是內核源代碼。另外還可以從互連網上下載,解壓縮後文件一般也都位於linux目錄下。內核源代碼有很多版本，目前最新的穩定版是2.2.14。

　　許多人對於閱讀Linux內核有一種恐懼感，其實大可不必。當然，象Linux內核這樣大而復雜的系統代碼，閱讀起來確實有很多困難，但是也不象想象的那麼高不可攀。只要有恆心，困難都是可以克服的。也不用擔心水平不夠的問題，事實上，有很多事情我們不都是從不會到會，邊干邊學的嗎?

　　任何事情做起來都需要有方法和工具。正確的方法可以指導工作，良好的工具可以事半功倍。對於Linux 內核源代碼的閱讀也同樣如此。下面我就把自己閱讀內核源代碼的一點經驗介紹一下，最後介紹Window平台下的一種閱讀工具。

　　對於源代碼的閱讀，要想比較順利，事先最好對源代碼的知識背景有一定的了解。對於linux內核源代碼來講，我認為，基本要求是:1、操作系統的基本知識;2、對C語言比較熟悉，最好要有匯編語言的知識和GNU C對標准C的擴展的知識的了解。另外在閱讀之前，還應該知道Linux內核源代碼的整體分布情況。我們知道現代的操作系統一般由進程管理、內存管理、文件系統、驅動程序、網絡等組成。看一下Linux內核源代碼就可看出，各個目錄大致對應了這些方面。Linux內核源代碼的組成如下(假設相對於linux目錄):

　　arch 這個子目錄包含了此核心源代碼所支持的硬件體系結構相關的核心代碼。如對於X86平台就是i386。

　　include 這個目錄包括了核心的大多數include文件。另外對於每種支持的體系結構分別有一個子目錄。

　　init 此目錄包含核心啟動代碼。

　　mm 此目錄包含了所有的內存管理代碼。與具體硬件體系結構相關的內存管理代碼位於arch/*/mm目錄下，如對應於X86的就是arch/i386/mm/fault.c 。

　　drivers 系統中所有的設備驅動都位於此目錄中。它又進一步劃分成幾類設備驅動，每一種也有對應的子目錄，如聲卡的驅動對應於drivers/sound。

　　ipc 此目錄包含了核心的進程間通訊代碼。

　　modules 此目錄包含已建好可動態加載的模塊。

　　fs Linux支持的文件系統代碼。不同的文件系統有不同的子目錄對應，如ext2文件系統對應的就是ext2子目錄。

　　kernel 主要核心代碼。同時與處理器結構相關代碼都放在arch/*/kernel目錄下。

　　net 核心的網絡部分代碼。裡面的每個子目錄對應於網絡的一個方面。

　　lib 此目錄包含了核心的庫代碼。與處理器結構相關庫代碼被放在arch/*/lib/目錄下。

　　scripts此目錄包含用於配置核心的腳本文件。

　　Documentation 此目錄是一些文檔，起參考作用。

　　清楚了源代碼的結構組成後就可以著手閱讀。對於閱讀方法或者說順序，有所謂的縱向與橫向之分。所謂縱向就是順著程序的執行順序逐步進行;所謂橫向，就是分模塊進行。其實他們之間不是絕對的，而是經常結合在一起進行。對於Linux源代碼來講，啟動的代碼就可以順著linux的啟動順序一步一步來，它的大致流程如下(以X86平台為例):

　　./larch/i386/boot/bootSect.S-->./larch/i386/boot/setup.S-->./larch/i386/kernel/head.S-->./init/main.c中的start_kernel()。而對於象內存管理等部分，則可以單獨拿出來進行閱讀分析。我的體會是:開始最好按順序閱讀啟動代碼，然後進行專題閱讀，如進程部分，內存管理部分等。在每個功能函數內部應該一步步來。實際上這是一個反復的過程，不可能讀一遍就理解。

　　俗話說:“工欲善其事，必先利其器”。 閱讀象Linux核心代碼這樣的復雜程序令人望而生畏。它象一個越滾越大的雪球，閱讀核心某個部分經常要用到好幾個其他的相關文件，不久你將會忘記你原來在干什麼。所以沒有一個好的工具是不行的。由於大部分愛好者對於Window平台比較熟悉，並且還是常用Window系列平台，所以在此我介紹一個Window下的一個工具軟件:Source Insight。這是一個有30天免費期的軟件，可以從www.sourcedyn.com下載。安裝非常簡單，和別的安裝一樣，雙擊安裝文件名，然後按提示進行就可以了。安裝完成後，就可啟動該程序。這個軟件使用起來非常簡單，是一個閱讀源代碼的好工具。它的使用簡單介紹如下:先選擇Project菜單下的new，新建一個工程，輸入工程名，接著要求你把欲讀的源代碼加入(可以整個目錄加)後，該軟件就分析你所加的源代碼。分析完後，就可以進行閱讀了。對於打開的閱讀文件，如果想看某一變量的定義，先把光標定位於該變量，然後點擊工具條上的相應選項，該變量的定義就顯示出來。對於函數的定義與實現也可以同樣操作。別的功能在這裡就不說了，有興趣的朋友可以裝一個Source Insight，那樣你閱讀源代碼的效率會有很大提高的。怎麼樣，試試吧!