内核源码结构

由于内核版本是不断升级更新的，最好下载使用最新版本的内核源代码。但是，有时候 也需要比较分析老版本的内核。

浏览http://kernel.org站点，可以查看 Linux 官方发布的内核版本，从而确定需要的内核

版本。然后可以通过 HTTP 或者 FTP 下载相应的源码包。

Linux 的下载工具，例如：gftp、kget、wget 等。其中，wget 下载工具就很好用，它可

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以支持 FTP 和 HTTP，还支持断点续传，不过是命令行的方式。下面都以 wget 为例来下载 源码包。

下例就是下载内核源码包和电子签名文件到当前目录。由于源码包一般都在 30MB 以上，

可以使用断点续传的下载方式，加上选项“-c”。下载命令如下。

$ wget -c http://kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.14.tar.bz2

$ wget http://kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.14.tar.bz2.sign 下载完成以后，先验证一下电子签名。

$ gpg –verify linux-2.4.26.tar.bz2.sign

如果没有问题，就可以使用源码包了。可以把源码包解压到工作目录下。

$ cd ~/workspace

$ tar jxvf ~/linux-2.6.14.tar.bz2

新版本的内核分两种，一种是完整源码版本，另外一种是 patch 文件，即补丁。完整的 内核版本比较大，一般是 tar.gz 或者是.bz2 文件，二者分别是使用 gzip 或者 bzip2 进行压缩 的文件，使用时需要解压缩。patch 文件则比较小，一般只有几十 K 到几百 K，但是 patch 文 件是针对于特定的版本的，你需要找到自己对应的版本才能使用。

每一个补丁都反映了最近的 2 个正式版本之间的差别。也就是说，上一个版本的 Linux 内核源码，通过打补丁可以得到下一个版本。

另外，Linux 社区经常有开发版本、分支版本或者非官方修改，都是以补丁的形式发 布的。

假设已经下载了 Linux-2.6.14 版本，kernel.org 又发布了 Linux-2.6.15 内核。这时下载补 丁 patch-2.6.14.15，就可以升级到新的版本。下载命令如下。

$ wget http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/patch-2.6.14.15.bz2

$ wget http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/patch-2.6.14.15.bz2.sign 下载完成后，也要检查电子签名。

$ gpg –verify patch-2.6.14.15.bz2.sign

通常使用*.bz2 文件，因为*.bz2 的压缩比更高一些。这里我们不需要解压补丁文件，直 接使用 bzcat 来读取文件信息就行了。

$ cd linux-2.6.14/

$ bzcat ../patch-2.6.14.15.bz2 | patch –p1

上面通过管道的方式，把补丁内容传递给 patch 命令，应用到内核源代码中去。然后，

可以把 Linux-2.6.14 的目录名称改成 Linux-2.6.15，就得到新版本的 Linux 内核源码了。

那么补丁文件是什么呢？不妨分析一下补丁文件的内容。补丁文件是通过 diff 命令比较 两个源码目录中文件的结果，把两个目录中所有文件的变化体现出来。下面是补丁文件中的

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一段，说明了 Makefile 文件的一些修改。

diff --git a/Makefile b/Makefile index 1fa7e53..497884d 100644 --- a/Makefile

+++ b/Makefile

@@ -1,8 +1,8 @@

VERSION = 2 PATCHLEVEL = 6 -SUBLEVEL = 14 +SUBLEVEL = 15 EXTRAVERSION =

-NAME=Affluent Albatross +NAME=Sliding Snow Leopard

上面是 a 目录和 b 目录比较的结果，也就是从 a 目录到 b 目录的变化。“−”表示删除当 前行，“+”表示添加当前行，这样可以实现代码的修改替换。上面的 SUBLEVEL 从 14 变成 了 15。

patch 命令可以根据补丁文件内容修改指定目录下的文件。几种命令使用方式如下。

$ patch –p<n> < diff_file

$ cat diff_file | patch –p<n>

$ bzcat diff_file.bz2 | patch –p<n>

$ zcat diff_file.gz | patch –p<n>

其中，<n>代表按照 patch 文件的路径忽略的目录级数，每个“/”代表一级。例如：

p0 是完全按照补丁文件中的路径查找要修改的文件；

p1 则使用去掉第一级“/”得到相对路径，再基于当前目录，到相应的相对路径下查找 要修改的文件。

接下来，就可以仔细阅读内核源代码。Linux 内核源代码非常庞大，随着版本的发展不 断增加。它使用目录树结构，并且使用 Makefile 组织配置编译。

初次接触 Linux 内核，要仔细阅读顶层目录的 readme，它是 Linux 内核的概述和编译命 令说明。readme 的说明更加针对 X86 等通用的平台，对于某些特殊的体系结构，可能有些特 殊的地方。

顶层目录的 Makefile 是整个内核配置编译的核心文件，负责组织目录树中子目录的编译 管理，还可以设置体系结构和版本号等。

内核源码的顶层有许多子目录，分别组织存放各种内核子系统或者文件。具体的目录说 明见表 7.1。

表7.1 Linux 内核源码顶层目录说明

arch/ 体系结构相关的代码，例如：arch/i386，arch/arm，arch/ppc

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crypto

drivers/ 各种设备驱动程序，例如：drivers/char drivers/block … Documentation/ 内核文档

fs/ 文件系统，例如：fs/ext3/ fs/jffs2 …

include/

内核头文件：

include/asm 是体系结构相关的头文件，它是 include/asm-arm、include/asm-i386 等目录的链接。

include/linux 是 Linux 内核基本的头文件 init/ Linux 初始化，例如：main.c

ipc/ 进程间通信的代码

kernel/ Linux 内核核心代码（这部分很小）

lib/ 各种库子程序，例如：zlib， crc32

mm/ 内存管理代码

net/ 网络支持代码，主要是网络协议

sound 声音驱动的支持

scripts/ 内部或者外部使用的脚本

usr/ 用户的代码