linux内核在什么目录结构,Linux Kernel 目录结构说明
核心源程序的文件按樹形結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織，在源程序樹的最上層你會(huì)看到這樣一些目錄：
·?Arch?：包括了所有和體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的核心代碼。它的每一個(gè)子目錄都代表一種支持的體系結(jié)構(gòu)，例如i386就是關(guān)于intel?cpu及與之相兼容體系結(jié)構(gòu)的子目錄。PC機(jī)一般都基于此目錄；
·?Include: 包括編譯核心所需要的大部分頭文件。與平臺(tái)無關(guān)的頭文件在?include/linux?子目錄
下，與?intel?cpu相關(guān)的頭文件在include/asm-i386子目錄下,而include/scsi目錄則是有關(guān)?scsi設(shè)備的頭文件目
錄；
·?Init： 包含核心的初始化代碼(注：不是系統(tǒng)的引導(dǎo)代碼)，包含兩個(gè)文件main.c和Version.c，這是研究核心如何工作的一個(gè)非常好的起點(diǎn)。
·?Mm?：包括所有獨(dú)立于?cpu?體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)存管理代碼，如頁(yè)式存儲(chǔ)管理內(nèi)存的分配和釋放等；而和體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的內(nèi)存管理代碼則位于arch/*/mm/，例如arch/i386/mm/Fault.c
·?Kernel：主要的核心代碼，此目錄下的文件實(shí)現(xiàn)了大多數(shù)linux系統(tǒng)的內(nèi)核函數(shù)，其中最重要的文件當(dāng)屬sched.c；同樣，和體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的代碼在arch/*/kernel中；
·?Drivers：?放置系統(tǒng)所有的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序; 每種驅(qū)動(dòng)程序又各占用一個(gè)子目錄: 如/block?下為塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，比如
ide(ide.c). 如果你希望查看所有可能包含文件系統(tǒng)的設(shè)備是如何初始化的，你可以看drivers/block/genhd.c中的
device_setup()。它不僅初始化硬盤，也初始化網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榘惭bnfs文件系統(tǒng)的時(shí)候需要網(wǎng)絡(luò)
·?其他:?如,
Lib, 放置核心的庫(kù)代碼;
Net, 核心與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的代碼;
Ipc, 這個(gè)目錄包含核心的進(jìn)程間通訊的代碼;
Fs, 所有的文件系統(tǒng)代碼和各種類型的文件操作代碼，它的每一個(gè)子目錄支持一個(gè)文件系統(tǒng)，例如fat和ext2;Scripts,?此目錄包含用于配置核心的腳本文件等;
閱讀源碼時(shí)應(yīng)注意的其他文件還包括:
.depend, Makefile (for building)
Readme (目錄說明)
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相關(guān)內(nèi)核源代碼分析:
1．系統(tǒng)的引導(dǎo)和初始化
Linux?系統(tǒng)的引導(dǎo)有好幾種方式：常見的有?Lilo,?Loadin引導(dǎo)和Linux的自舉引導(dǎo)(bootsect-loader),而后者所對(duì)應(yīng)源程序?yàn)閍rch/i386/boot/bootsect.S, 它為實(shí)模式的匯編程序, 限于篇幅在此不做分析; 無論是哪種引導(dǎo)方式, 最后都要跳轉(zhuǎn)到?arch/i386/Kernel/setup.S, setup.S主要是進(jìn)行時(shí)模式下的初始化, 為系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)模式做準(zhǔn)備; 此后, 系統(tǒng)執(zhí)行?arch/i386/kernel/head.S?(對(duì)經(jīng)壓縮后存放的內(nèi)核要先執(zhí)行?arch/i386/boot/compressed/head.S);?head.S?中定義的一段匯編程序setup_idt, 它負(fù)責(zé)建立一張256項(xiàng)的?idt?表(Interrupt?Descriptor?Table),此表保存著所有自陷和中斷的入口地址; 其中包括系統(tǒng)調(diào)用總控程序?system_call?的入口地址; 當(dāng)然, 除此之外，head.S還要做一些其他的初始化工作;
2．系統(tǒng)初始化后運(yùn)行的第一個(gè)內(nèi)核程序asmlinkage?void?__init?start_kernel(void)?定義在/usr/src/linux/init/main.c中, 它通過調(diào)用usr/src/linux/arch/i386/kernel/traps.c?中的一個(gè)函數(shù)
void?__init?trap_init(void)?把各自陷和中斷服務(wù)程序的入口地址設(shè)置到?idt?表中,其中系統(tǒng)調(diào)用總控程序system_cal就是中斷服務(wù)程序之一; void?__init?trap_init(void)?函數(shù)則通過調(diào)用一個(gè)宏 set_system_gate(SYSCALL_VECTOR,&system_call);?把系統(tǒng)調(diào)用總控程序的入口掛在中斷0x80上;
其中SYSCALL_VECTOR是定義在?/usr/src/linux/arch/i386/kernel/irq.h中的一個(gè)常量0x80;?而?system_call即為中斷總控程序的入口地址; 中斷總控程序用匯編語言定義在/usr/src/linux/arch/i386/kernel/entry.S中;
3.中斷總控程序主要負(fù)責(zé)保存處理機(jī)執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用前的狀態(tài), 檢驗(yàn)當(dāng)前調(diào)用是否合法,?并根據(jù)系統(tǒng)調(diào)用向量, 使處理機(jī)跳轉(zhuǎn)到保存在?sys_call_table?表中的相應(yīng)系統(tǒng)服務(wù)例程的入口;?從系統(tǒng)服務(wù)例程返回后恢復(fù)處理機(jī)狀態(tài)退回用戶程序; 而系統(tǒng)調(diào)用向量則定義在/usr/src/linux/include/asm-386/unistd.h?中;sys_call_table?表定義在/usr/src/linux/arch/i386/kernel/entry.S?中;?同時(shí)在?/usr/src/linux/include/asm-386/unistd.h中也定義了系統(tǒng)調(diào)用的用戶編程接口;
4.由此可見,?linux的系統(tǒng)調(diào)用也象?dos?系統(tǒng)的?int?21h?中斷服務(wù),?它把0x80?中斷作為總的入口,?然后轉(zhuǎn)到保存在?sys_call_table?表中的各種中斷服務(wù)例程的入口地址?,?形成各種不同的中斷服務(wù);
由以上源代碼分析可知,?要增加一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用就必須在?sys_call_table?表中增加一項(xiàng)?,?并在其中保存好自己的系統(tǒng)服務(wù)例程的入口地址,然后重新編譯內(nèi)核，當(dāng)然，系統(tǒng)服務(wù)例程是必不可少的. 由此可知在此版linux內(nèi)核源程序<2。2。5>中, 與系統(tǒng)調(diào)用相關(guān)的源程序文件就包括以下這些:
1．arch/i386/boot/bootsect.S
2．arch/i386/Kernel/setup.S
3．arch/i386/boot/compressed/head.S
4．arch/i386/kernel/head.S
5．init/main.c
6．arch/i386/kernel/traps.c
7．arch/i386/kernel/entry.S
8．arch/i386/kernel/irq.h
9．include/asm-386/unistd.h
當(dāng)然, 這只是涉及到的幾個(gè)主要文件. 而事實(shí)上, 增加系統(tǒng)調(diào)用真正要修改文件只有include/asm-386/unistd.h和arch/i386/kernel/entry.S兩個(gè).
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對(duì)內(nèi)核源碼的修改
1.在kernel/sys.c中增加系統(tǒng)服務(wù)例程如下：
asmlinkage?int?sys_addtotal(int?numdata)
{
int?i=0,enddata=0;
while(i<=numdata)
enddata+=i++;
return enddata;
}
該函數(shù)有一個(gè) int 型入口參數(shù) numdata , 并返回從 0 到 numdata 的累加值; 當(dāng)然也可以把系統(tǒng)服務(wù)例程放在一個(gè)自己定義的文件或其他文件中，只是要在相應(yīng)文件中作必要的說明；
2.把 asmlinkage int sys_addtotal( int) 的入口地址加到sys_call_table表中:
arch/i386/kernel/entry.S 中的最后幾行源代碼修改前為:
... ...
.long SYMBOL_NAME(sys_sendfile)
.long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall) /* streams1 */
.long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall) /* streams2 */
.long SYMBOL_NAME(sys_vfork) /* 190 */
.rept NR_syscalls-190
.long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)
.endr
修改后為: ... ...
.long SYMBOL_NAME(sys_sendfile)
.long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall) /* streams1 */
.long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall) /* streams2 */
.long SYMBOL_NAME(sys_vfork) /* 190 */
/* add by I */
.long SYMBOL_NAME(sys_addtotal)
.rept NR_syscalls-191
.long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall)
.endr
3. 把增加的 sys_call_table 表項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的向量,在include/asm-386/unistd.h 中進(jìn)行必要申明,以供用戶進(jìn)程和其他系統(tǒng)進(jìn)程查詢或調(diào)用:
增加后的部分 /usr/src/linux/include/asm-386/unistd.h 文件如下:
... ...
#define __NR_sendfile 187
#define __NR_getpmsg 188
#define __NR_putpmsg 189
#define __NR_vfork 190
/* add by I */
#define __NR_addtotal 191
4.測(cè)試程序(test.c)如下:
#include
#include
_syscall1(int,addtotal,int, num)
main()
{
int i,j;
do
{
printf("Please input a number\n");
}while(scanf("%d",&i)==EOF);
if((j=addtotal(i))==-1)
printf("Error occurred in syscall-addtotal();\n");
printf("Total from 0 to %d is %d \n",i,j);
}
對(duì)修改后的新的內(nèi)核進(jìn)行編譯，并引導(dǎo)它作為新的操作系統(tǒng)，運(yùn)行幾個(gè)程序后可以發(fā)現(xiàn)一切正常；在新的系統(tǒng)下對(duì)測(cè)試程序進(jìn)行編譯(*注：由于原內(nèi)核并未提供此系統(tǒng)調(diào)用，所以只有在編譯后的新內(nèi)核下，此測(cè)試程序才能可能被編譯通過)，運(yùn)行情況如下：
$gcc -o test test.c
$./test
Please input a number
36
Total from 0 to 36 is 666
可見，修改成功；
而且，對(duì)相關(guān)源碼的進(jìn)一步分析可知，在此版本的內(nèi)核中,從/usr/src/linux/arch/i386/kernel/entry.S文件中對(duì) sys_call_table 表的設(shè)置可以看出,有好幾個(gè)系統(tǒng)調(diào)用的服務(wù)例程都是定義在
/usr/src/linux/kernel/sys.c 中的同一個(gè)函數(shù)：
asmlinkage int sys_ni_syscall(void)
{
return -ENOSYS;
}
例如第188項(xiàng)和第189項(xiàng)就是如此:
... ...
.long SYMBOL_NAME(sys_sendfile)
.long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall) /* streams1 */
.long SYMBOL_NAME(sys_ni_syscall) /* streams2 */
.long SYMBOL_NAME(sys_vfork) /* 190 */
... ...
而這兩項(xiàng)在文件 /usr/src/linux/include/asm-386/unistd.h 中卻申明如下:
... ...
#define __NR_sendfile 187
#define __NR_getpmsg 188 /* some people actually want streams */
#define __NR_putpmsg 189 /* some people actually want streams */
#define __NR_vfork 190
由此可見,在此版本的內(nèi)核源代碼中,由于asmlinkage int sys_ni_syscall(void) 函數(shù)并不進(jìn)行任何操作,
所以包括 getpmsg, putpmsg 在內(nèi)的好幾個(gè)系統(tǒng)調(diào)用都是不進(jìn)行任何操作的，即有待擴(kuò)充的空調(diào)用； 但它們卻仍然占用著sys_call_table表項(xiàng)，估計(jì)這是設(shè)計(jì)者們?yōu)榱朔奖銛U(kuò)充系統(tǒng)調(diào)用而安排的; 所以只需增加相應(yīng)服務(wù)例程(如增加服務(wù)例程getmsg或putpmsg)，就可以達(dá)到增加系統(tǒng)調(diào)用的作用。
結(jié)語：當(dāng)然對(duì)于龐大復(fù)雜的 linux 內(nèi)核而言，一篇文章遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，而且與系統(tǒng)調(diào)用相關(guān)的代碼也只是內(nèi)核中極其微小的一部分；但重要的是方法、掌握好的分析方法；所以上的分析只是起個(gè)引導(dǎo)的作用，而正真的分析還有待于讀者自己的努力。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的linux内核在什么目录结构,Linux Kernel 目录结构说明的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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