戴文的Linux内核专题：02源代码

转自Linux中国



在下载并解压内核源代码后，用户可以看到许多文件夹和文件。尝试去找一个特定的文件或许是一个挑战。谢天谢地，源代码以一个特定的方式组织的。这使开发者能够轻松找到任何文件或者内核的一部分。

内核源代码的根目录下包含了以下文件夹

还有一些文件在源代码的根目录下。它们会在下面列出。

COPYING -许可和授权信息。Linux内核在GPLv2许可证下授权。该许可证授予任何人有权免费去使用、修改、分发和共享源代码和编译代码。然而，没有人可以出售源代码。

CREDITS - 贡献者列表

Kbuild - 这是一个设置一些内核设定的脚本。打个比方，这个脚本设定一个ARCH变量，这是开发者想要生成的内核支持的处理器类型。

Kconfig - 这个脚本会在开发人员配置内核的时候用到，这会在以后的文章中讨论。

MAINTAINERS - 这是一个目前维护者列表，他们的电子邮件地址，主页，和他们负责开发和维护的内核的特定部分或文件。当一个开发者在内核中发现一个问题，并希望能够报告给能够处理这个问题的维护者时，这是是很有用的。

Makefile - This script is the main file that is used to compile the kernel. This file passes parameters to the compiler as well as the list of files to compile and any other necessary information. 这个脚本是编译内核的主要文件。这个文件将编译参数和编译所需的文件和必要的信息传给编译器。

README - 这个文档提供给开发者想要知道的如何编译内核的信息。

REPORTING-BUGS - 这个文档提供如何报告问题的信息。

内核的代码是以“.c”或“.h”为扩展名的文件。 “.c”的扩展名表明内核是用众多的编程语言之一的C语言写的， “h”的文件是头文件，而他们也是用C写成。头文件包含了许多“.c”文件需要使用的代码，因为他们可以引入已有的代码而不是重新编写代码，这节省了程序员的时间。否则，一组执行相同的动作的代码，将存在许多或全部都是“c”文件。这也会消耗和浪费硬盘空间。（译注：头文件不仅仅可节省重复编码，而且代码复用也会降低代码错误的几率）

所有上面列出的文件夹中的文件都组织得很好。文件夹名称至少可以帮助开发人员很好地猜测文件夹中的内容。下面提供了一个目录树和描述。

arch - 这个文件夹包含了一个Kconfig文件，它用于设置这个目录里的源代码编译所需的一系列设定。每个支持的处理器架构都在它相应的文件夹中。如，Alpha处理器的源代码在alpha文件夹中。请记住，随着时间的推移，一些新的处理器将被支持,有些会被放弃。对于Linux v3.9.4，arch下有以下文件夹：

block – 此文件夹包含块设备驱动程序的代码。块设备是以数据块方式接收和发送的数据的设备。数据块都是一块一块的数据而不是持续的数据流。

crypto - 这个文件夹包含许多加密算法的源代码。例如，“sha1_generic.c”这个文件包含了SHA1加密算法的代码。

Documentation - 此文件夹包含了内核信息和其他许多文件信息的文本文档。如果开发者需要一些信息，他们也许能在这里找到所需要的信息。

drivers - 该目录包含了驱动代码。驱动是一个控制硬件的软件。例如，要让计算机知道键盘并使其可用，键盘驱动是必要的。这个文件夹中存在许多文件夹。每个文件夹都以硬件的种类或者型号命名。例如，'bluetooth'包含了蓝牙驱动程序的代码。还有其他很明显的驱动像SCSI、USB和火线等。有些驱动程序可能会比较难找到。例如，操纵杆驱动不在'joystick'文件夹中，它们却在./drivers/input/joystick。同样键盘和鼠标驱动也在这个input文件夹中。 'Macintosh'包含了苹果的硬件代码。 'Xen'包含了Xen hypervisor代码。（hypervisor是一种允许用户在一台计算机上运行多个操作系统的软件或硬件。这意味着在Xen允许用户在一台计算机上同时运行的两个或两个以上的Linux系统。用户还可以运行Windows，Solaris，FreeBSD或其他操作系统在Linux系统上。）driver文件夹下还有许多其他的文件夹，但他们在这篇文章中无法一一列举，他们将在以后的文章中提到。

firmware - fireware中包含了让计算机读取和理解从设备发来的信号的代码。举例来说，一个摄像头管理它自己的硬件，但计算机必须了解摄像头给计算机发送的信号。Linux系统会使用vicam固件（firmware）来理解摄像头的通讯。否则，没有了固件，Linux系统将不知道如何处理摄像头发来的信息。另外，固件同样有助于将Linux系统发送消息给该设备。这样Linux系统可以告诉摄像头重新调整或关闭摄像头。

fs - 这是文件系统的文件夹。理解和使用的文件系统所需要的所有的代码就在这里。在这个文件夹里，每种文件系统都有自己的文件夹。例如，ext4文件系统的代码在ext4文件夹内。 在fs文件夹内，开发者会看到一些不在文件夹中的文件。这些文件用来控制整个文件系统。例如，mount.h中会包含挂载文件系统的代码。文件系统是以结构化的方式来存储和管理的存储设备上的文件和目录。每个文件系统都有自己的优点和缺点。这是由文件系统的设计决定的。举例来说，NTFS文件系统支持的透明压缩（当启用时，会在用户不知道的情况下自动压缩存储文件）。大多数文件系统缺乏此功能，但如果在fs文件夹里编入相应的文件，它们也有这种能力。

include - include包含了内核所需的各种头文件.这个名字来自于C语言用"include"来在编译时导入头文件。

init - init文件夹包含了内核启动的处理代码(INITiation)。main.c是内核的核心文件，这是用来衔接所有的其他文件的源代码主文件。

ipc - IPC代表进程间通讯。此文件夹中的代码是作为内核与进程之间的通信层。内核控制着硬件，因此程序只能请求内核来执行任务。假设用户有一个打开DVD托盘的程序。程序不直接打开托盘，相反，该程序通知内核托盘应该被打开。然后，内核给硬件发送一个信号去打开托盘。这些代码同样管理kill信号。举例来说，当系统管理员打开进程管理器去关闭一个已经锁死的程序，这个关闭程序的信号被称为kill信号。内核接收到信号，然后内核会要求程序停止或直接把进程从内存和CPU中移除（取决于kill的类型）。命令行中的管道同样用于进程间通信。管道会告诉内核在某个内存页上写入输出数据。程序或者命令得到的数据是来自内存页上的某个给定的指针。

kernel - 这个文件夹中的代码控制内核本身。例如，如果一个调试器需要跟踪问题，内核将使用这个文件夹中代码来将内核指令通知调试器跟踪内核进行的所有动作。这里也有跟踪时间的代码。在内核文件夹下有个"power"文件夹，这里的代码可以使计算机重新启动、关机和挂起。

lib - 这个文件夹包含了内核需要引用的一系列内核库文件代码。

mm - mm文件夹中包含了内存管理代码。内存并不是任意存储在RAM芯片上的。相反，内核小心地将数据放在RAM芯片上。内核不会覆盖任何正在使用或保存重要数据的内存区域。

net - net文件夹中包含了网络协议代码。这包括IPv6、AppleTalk、以太网、WiFi、蓝牙等的代码，此外处理网桥和DNS解析的代码也在net目录。

samples - 此文件夹包含了程序示例和正在编写中的模块代码。假设一个新的模块引入了一个想要的有用功能，但没有程序员说它已经可以正常运行在内核上。那么，这些模块就会移到这里。这给了新内核程序员一个机会通过这个文件夹来获得帮助，或者选择一个他们想要协助开发的模块。

scripts - 这个文件夹有内核编译所需的脚本。最好不要改变这个文件夹内的任何东西。否则，您可能无法配置或编译内核。

security - 这个文件夹是有关内核安全的代码。它对计算机免于受到病毒和黑客的侵害很重要。否则，Linux系统可能会遭到损坏。关于内核的安全性，将在以后的文章中讨论。

sound - 这个文件夹中包含了声卡驱动。

tools - 这个文件夹中包含了和内核交互的工具。

usr - 还记得在以前的文章中提到vmlinuz和其他类似的文件么？这个文件夹中的代码在内核编译完成后创建这些文件。

virt - 此文件夹包含了虚拟化代码，它允许用户一次运行多个操作系统。这与先前提到的Xen是不同的。通过虚拟化，客户机操作系统就像任何其他运行在Linux主机的应用程序一样运行。通过Xen这样的hypervisor(注:虚拟机管理程序)，两个操作系统可以同时管理硬件。在虚拟化中，在客户机操作系统上运行在Linux内核上，而在hypervisor中，它没有客户系统并且所有的系统不互相依赖。

提示: 绝不在内核源代码内移动文件，除非你知道你在做什么。否则，编译会由于缺失文件失败。

Linux内核的文件夹结构保持相对稳定。内核开发者会做一些修改，但总体来说，这些设置对整个内核版本都是一样。驱动程序文件夹的布局也基本保持一样。