Linux内核分析第一二章读书笔记

linux读书笔记（1，2章）

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第一章 Linux内核简介

Unix的历史

Unix 虽然已经使用了40年，但计算机科学家仍然认为它是现存操作系统中最强大和最优秀的系统。从1969 年诞生以来，由Dennis
Ritchie 和Ken Thompson 的灵感火花点亮的这个Unix产物已经成为一种传奇，它历经了时间的考验依然声名不坠。

Multics 项目被终止后，贝尔实验室计算科学研究中心的人们发现自己处于一个没有交互式操作系统可用的境地。在这种情况下，1969年的夏天，贝尔实验室的程序员们设计了一个文件系统原型，而这个原型最终发展横化成了Unix.

操作系统和内核简介

由于一些现行商业操作系统日趋庞杂及其设计上的缺陆，操作系统的精确定义并没有一个统一的标准。许多用户把他们在显示器屏幕上看到的东西理所当然地认为就是操作系统。通常，当然在本书中也这么认为，操作系统是指在整个系统中负责完成最基本功能和系统管理的那些部分。这些部分应该包括内核、设备驱动程序、启动引导程序、命令行Shell或者其他种类的用户界面、基本的文件管理工具和系统工具。

系统其他部分必须依靠内接这部分软件提供的服务，像管理硬件设备、分配系统资源等。内核有时候被称作是管理者或者是操作系统核心。通常一个内核由负责响应中断的中断服务程序，负责管理多个进程从而分享处理器时间的调度程序，负责管理进程地址空间的内存管理程序和网络、进程间通信等系统服务程序共同组成。

第二章 从内核出发

获取内核源代码

通过Git这个分布式的版本控制系统来进行：

• 获取最新提交到版本树的一个副本
  git clone git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git
• 下载代码后，更新自己的分支到最新分支
  git pull

安装内核源代码

压缩形式为bzip2：tar xvjf linux-x.y.z.tar.bz2
压缩形式为zip：tar xvzf linux-x.y.z.tar.gz

补丁：从内部源码树开始，运行：patch - pl< .. /patch -x .y.z
一般来说，一个给定版本的内核补丁总是打在前一个版本上。

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内核源码结构

内核源码树由很多目录组成，而大多数目录叉包含更多的子目录。源码树的根目录及其子目录如下表所示。
|目 录 |描 述|
|:---:|:---:|
|arch |特定体系结构的代码|
|block |块设备I/O层|
|crypo| 加密API|
|Documentation |内核源码文档|
|drivers |设备驱动程序|
|firmware| 使用某些驱动程序而需要的设备固件|
|fs| VFS和各种文件系统|
|include| 内核头文件|
|init| 内核引导和初始化|
|ipc| 进程间通信代码|
|kernel| 像调度程序这样的核心子系统|
|lib| 同样内核函数|
|mm |内存管理子系统和VM|
|net |网络子系统|
|samples |示例，示范代码|
|scripts| 编译内核所用的脚本|
|security| Linux 安全模块|
|sound |语音子系统|
|usr |早期用户空间代码（所谓的initramfs）|
|tools| 在Linux开发中有用的工具|
|virt| 虚拟化基础结构|

配置内核

内核提供了各种不同的工具来简化内核配置。最简单的一种是一个字符界面下的命令行工具：
$ make config

配置选项CONFlG_lKCONFIG_PROC把完整的压缩过的内核配置文件存放在／proc/con且g.gz 下，这样当你编译一个新内棋的时候就可以方便地克隆当前的配置。如果你目前的内核已经启用了此选项，就可以从／proc下复制出配置文件并且使用它来编译一个新内核：
zcat /proc/con且.g.gz > .config
make oldconfig

• config：用户用来存放内核配置后结果的文件。
• 可以配置的各种选项：用CONFIG_FEATURE形式表示，其前缀为CONFIG。
  一旦内核配置好了（不论你是如何配置的），就可以使用一个简单的命令来编译它了：
  $ make

安装新内核

make modules_install
把所有已编译的模块安装到正确的主目录/lib/modules下

2.4 内核开发的特点
　　最重要的差异包括以下几种：

• 内核编程时既不能访问 C库也不能访问标准的 C头文件。
• 内核编程时缺乏像用户空间那样的内存保护机制。
• 内核编程时难以执行浮点运算。
• 内核给每个进程只有一个很小的定长堆钱。
• 由于内核支持异步中断、抢占和 SMP，因此必须时刻注意同步和并发。
  要考虑可移植性的重要性。

第 一章将带我们从 Unix 的历史视角来认识 Linux 内核与 Linux 操作系统的前世今生。今天Unix 系统业已愤化成一个具有相似应用程序编程接口（API），并且基于相似设计理念的操作 系统家族。但它又是一个别具特色的操作系统，从萌芽到现在已经有 40余年的历史。若要了解 Linux，我们必须首先认识 Unix 系统。

小结

第二章主要介绍Linux内核的一些基本常识：从何处在取源码，如何编译它，又如何 安装新内核。那么，让我们考察一下内核程序与用户空间程序的差异，以及内核中所使用的通 用编程结构。虽然内核在很多方面有其独特性，但从现在来看，它和其他大型软件项目并无多大差别。