分析Linux操作系统内核各种方法浅谈 （2）

● 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。

对Linux内核源码的分析，有几个很好的入口点：一个就是系统的引导和初始化，即从机器加电到系统核心的运行；另外一个就是系统调用，系统调用是用户程序或操作调用核心所提供的功能的接口。对于那些对硬件比较熟悉的爱好者，从系统的引导入手进行分析，可能来的容易一些；而从系统调用下口，则可能更合适于那些在dos或Uinx、Linux下有过C编程经验的高手。这两点，在后面还将介绍到。

方法之二：以程序流程为线索，一线串珠

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。

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

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。

如果要用bootsect-loader进行系统引导，则必须把bootsect.S编译连接后对应的二进制代码置于MBR； 当ROM BIOS 把bootsect.S编译连接后对应的二进制代码装入内存后，机器的控制权就完全转交给bootsect； 也就是说，bootsect将是第一个被读入内存中并执行的程序。