深入浅出Linux 2.6内核源码分析
Linux内核是Linux操作系统的核心，是操作系统的最底层部分。其作为操作系统的核心，负责管理计算机硬件资源，为上层应用程序提供服务。对于Linux开发者或运维人员来说，深入理解Linux内核的工作原理是非常重要的。
1. 了解Linux 2.6内核源码
Linux 2.6内核是Linux内核的一个重要版本，它引入了许多新的特性和改进，提升了性能和可靠性。要深入理解Linux 2.6内核，首先需要了解其源码的组织结构和基本原理。
Linux 2.6内核源码的组织结构：
arch/ -- 架构相关代码
block/ -- 块设备驱动
crypto/ -- 加密算法
fs/ -- 文件系统
include/ -- 头文件
init/ -- 内核启动代码
ipc/ -- 进程间通信
kernel/ -- 内核核心代码
lib/ -- 内核库代码
mm/ -- 内存管理
net/ -- 网络协议栈
scripts/ -- 构建和维护脚本
security/ -- 安全机制
sound/ -- 音频驱动
usr/ -- 用户态工具
Linux 2.6内核的基本原理：
Linux 2.6内核采用了模块化设计，将功能模块化成为内核代码的一部分。它由一组核心模块组成，包括进程管理、内存管理、文件系统、设备驱动等。这些模块通过定义触发点和调用接口之间的关系，实现了内核的各种功能。
2. 深入理解Linux 2.6内核源码的重要部分
在Linux 2.6内核源码中，有一些重要的部分需要特别关注和深入理解。
2.1 进程管理
进程是计算机执行程序的基本单位，Linux 2.6内核通过进程管理模块实现对进程的创建、销毁和切换等操作。在内核源码中，可以通过查看进程管理模块的代码来深入理解Linux 2.6内核是如何管理进程的。
重要部分示例：
int do_fork(unsigned long clone_flags, unsigned long stack_start,
unsigned long stack_size, int __user *parent_tidptr,
int __user *child_tidptr)
{
// 进程复制过程
struct task_struct *p;
struct completion vfork;
int retval = -ENOMEM;
p = copy_process(clone_flags, stack_start, stack_size,
child_tidptr, NULL, trace);
if (!IS_ERR(p)) {
int trace = 0;
trace = task_pid_vnr(p);
retval = 0;
if (clone_flags & CLONE_PARENT_SETTID)
*parent_tidptr = task_pid_vnr(p);
if (clone_flags & CLONE_CHILD_SETTID)
*child_tidptr = task_pid_vnr(p);
}
complete(&vfork);
invoke_fork_callbacks(p);
return retval;
}
在上述代码中，可以看到通过调用copy_process()函数来创建新的进程，并根据不同的标志位(clone_flags)设置相应的参数。匿名函数返回进程创建的结果，并在需要的情况下设置parent_tid和child_tid值。
2.2 内存管理
Linux 2.6内核的内存管理负责分配、回收和管理系统的物理内存和虚拟内存。在内核源码中，可以找到与内存管理相关的模块或函数来深入理解Linux 2.6内核是如何管理内存的。
重要部分示例：
static inline unsigned long
alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
{
// 分配物理页
BUG_ON(irqs_disabled());
if (__likely(order == 0))
return (unsigned long) __alloc_pages(gfp_mask, 0, order);
return __get_free_pages(gfp_mask, order);
}
上述代码展示了alloc_pages()函数，用于分配物理页。可以通过该函数的代码来深入理解分配过程，包括页面大小、分配策略以及错误处理等。
2.3 文件系统
文件系统是操作系统中负责管理文件和文件夹的模块。Linux 2.6内核支持多种文件系统，如ext2、ext3、NTFS等。深入理解Linux 2.6内核的文件系统模块可以帮助我们更好地了解文件系统的工作原理。
重要部分示例：
static struct inode *ext2_iget(struct super_block *sb, unsigned long ino)
{
// 获取inode
struct ext2_inode_info *ei;
struct ext2_group_desc *bg;
struct buffer_head *bh;
struct inode *inode;
unsigned long block_group;
unsigned long offset;
ext2_fsblk_t block;
int err;
inode = iget_locked(sb, ino);
if (!inode)
return ERR_PTR(-ENOMEM);
if (!(inode->i_state & I_NEW))
return inode;
err = -EIO;
block_group = (ino - 1) / EXT2_INODES_PER_GROUP(sb);
offset = (ino - 1) % EXT2_INODES_PER_GROUP(sb);
bg = ext2_get_group_desc(sb, block_group);
if (!bg)
goto bad_inode;
block = ext2_inode_table(sb, bg) +
(offset >> EXT2_INODES_PER_BLOCK_BITS(sb));
bh = sb_bread(sb, block);
if (!bh)
goto bad_inode;
ei = (struct ext2_inode_info *)inode;
ei->i_data = (struct ext2_inode *)bh->b_data;
if (le32_to_cpu(ei->i_data[offset & (EXT2_INODES_PER_BLOCK(sb) - 1)].i_atime) != 0)
ei->vfs_inode.i_atime = ext2_get_inode_atime(sb, ei->i_data + offset);
else
ei->vfs_inode.i_atime = 0;
inode->i_mtime = inode->i_ctime = inode->i_atime = ei->vfs_inode.i_atime;
inode->i_blocks = ei->i_data[offset & (EXT2_INODES_PER_BLOCK(sb) - 1)].i_blocks;
ext2_set_inode_flags(inode);
ext2_set_inode_state(inode);
unlock_new_inode(inode);
ext2_debug("----------------iget '%lu' dir = %d\n",
ino, S_ISDIR(inode->i_mode));
inode->i_op = &ext2_file_inode_operations;
inode->i_fop = &ext2_file_operations;
inode->i_mapping->a_ops = &ext2_aops;
return inode;
}
上述代码展示了ext2_iget()函数，用于获取inode。通过该函数的代码可以深入理解inode的获取过程、数据结构以及相关的标志位等。
3. 结论
通过对Linux 2.6内核源码的深入浅出地分析，我们可以更好地理解Linux 2.6内核的工作原理和实现细节。掌握内核源码的组织结构和理解中的重要部分，有助于我们在开发和维护Linux系统时更加得心应手。