开源世界：Linux 程序解读源码
1. 介绍
Linux 是一个广泛应用于各种设备和系统的操作系统内核。作为一个开源项目，Linux 提供了大量源代码供开发者学习和探索。在本文中，我们将深入解读 Linux 程序的源码，探索其中的奥秘。
2. Linux 内核源码结构
Linux 内核源码按照模块化的方式组织，不同的功能模块分别位于不同的目录下。下面介绍一些重要的目录和文件：
2.1 arch 目录
arch 目录下包含了不同架构的特定代码，例如 x86、arm 等。
arch/
├── x86
│ ├── boot
│ └── lib
├── arm
└── ...
2.2 include 目录
include 目录下包含了各种头文件，定义了内核中使用的常量、结构体和函数等。
include/
├── linux
├── asm-generic
├── generated
└── ...
3. 内核启动流程
在 Linux 内核的源码中，arch/x86/boot 目录下的代码控制着内核的启动流程。其中，boot.s 文件是启动代码的入口点。下面是其中的一部分代码：
...
movl $start_of_setup, %eax
movl %eax,%esp
call decompress_kernel
movl %eax, %ebx
movl $0x0,%edx
movl $0x1000000,%ecx
movl $(RAMDISK_IMAGE_START),%esi
...
上述代码通过设置栈指针，调用 decompress_kernel 函数解压缩内核，然后将解压后的内核地址存入寄存器 ebx 中。
3.1 decompress_kernel 函数
decompress_kernel 函数实现了内核的解压缩过程。下面是其中的一部分关键代码：
...
lzma_decode(...)
memcpy(...)
xz_decode(...)
memcpy(...)
bunzip2(...)
...
decompress_kernel 函数根据内核的压缩格式调用相应的解压函数进行解压，并将解压后的数据拷贝到指定的内存地址中。
4. 内核调度器
Linux 内核的调度器负责决定哪个进程在某个时间片内执行。调度器的源码位于 kernel/sched 目录下，其中重要的文件包括 sched.c、fair.c 等。
4.1 调度器初始化
调度器的初始化过程主要在 sched_init() 函数中实现。下面是其中的一部分代码：
...
if (ratelimit())
printk(KERN_INFO "scheduler: %s\n", sysctl_scheduler_string);
printk(KERN_INFO " with %s\n", pinvoke_sched_vers(vers));
rcu_scheduler_starting();
if (nr_cpu_ids > 1)
__setup("nosmp", nosmp_setup);
...
在初始化过程中，调度器会打印一些信息，例如所使用的调度算法和系统的版本号等。同时，还会设置一些系统的参数，比如是否允许多处理器系统使用。
4.2 调度器算法
Linux 内核中实现了多种不同的调度算法，例如 O(1) 调度器、CFS 调度器等。这些算法的代码可以在 sched/ 目录下找到。以 CFS 调度器为例，它的主要源码位于 fair.c 文件中。下面是其中的一部分代码：
...
static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
{
struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
u64 delta_exec;
delta_exec = cfs_rq->clock_task - curr->exec_start;
if (unlikely((s64) delta_exec < 0))
delta_exec = 0;
if (unlikely(!delta_exec))
return;
curr->exec_start = cfs_rq->clock_task;
/*
* The idea of the interactivity score is to quickly measure how
* interactive the task is relative to other tasks on the runqueue.
*/
curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
account_entity_enqueue(cfs_rq, curr);
}
static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
{
update_curr(rq->cfs);
rq->curr = NULL;
rq->cfs->curr = NULL;
}
...
CFS 调度器中的 update_curr() 函数更新当前任务的信息，包括执行时间和使用的虚拟运行时间等。put_prev_task() 函数则将当前任务从运行队列中移除。
5. 总结
本文深入解读了 Linux 程序的源码，涵盖了内核源码的结构、内核启动流程和调度器等重要内容。通过阅读源码，开发者可以更深入地理解 Linux 内部工作原理，并且可以根据需要对内核进行优化和定制。