深入学习LINUX内核之七(图文讲解)

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深入学习LINUX内核之七(图文讲解)

来源：http://www.unix5.com 作者：riechelr_hl 发布时间：2008-04-15

<]inux/head.h> head标头档，定义了段描述符的简单结构，和几个选择符常数。
內核标头档。含有一些內核常用函数的原形定义。
记忆体管理标头档。含有页面大小定义和一些页面释放函数原型。
程式标头档，定义了任务结构task_struct、初始任务0的资料。
还有一些有关描述符参数设置和获取的嵌入式组合函数巨集式。
系统呼叫标头档。含有72个系统呼叫C函数处理程式，以‘sys_’开头。
tty标头档，定义了有关tty_io，串列通信方面的参数、常数。

系统专用资料结构子目录include／sys

档案状态标头档。含有档或档案系统状态结构stat{ }和常数。
定义了行程中执行时间结构tms以及times( )函数原型。
类型标头档。定义了基本的系统资料类型。
系统名称结构标头档o
等待呼叫标头档。定义系统呼叫wait( )核waitpid( )及相关常数符号。

5.10.5 內核初始化程式目錄init

该目錄中仅包含一个档main.c。用于执行內核所有的初始化工作，然后移到用戶模式建立新行程，并在控台装置上执行shell程式。

程式首先根据机器记忆体的多少对缓冲区记忆体容量进行分配，如果还设置了要使用虛拟碟，则在缓冲区记忆体后面也为它留下空间。之后就进行所有硬件的初始化工作，包括人工建立第一个任务(task 0) ，並设置了中断允许标志。在执行从核心态移到用戶态之后，系统第一次呼叫建立行程函数fork( )，建立出一个用於执行init( )的行程，在该子行程中，系统将进行主控台环境设置，並且在生成一个子行程用来执行shell程式。

5.10.6 內核程式主目黪kernel

Linux/kernel目錄中共包含12个代码档和一个Makefile档，另外还有3个子目錄。所有处理任务的程式都保存在kernel/目錄中，其中包括象fork、exit、调度程式以及一些系统呼叫程式等。还包括处理中断異常和陷阱的处理过程。子目錄中包括了低层的装置驱动程式，如get_hd_block和try_write等。由于这些档中代码之间呼叫关系复杂，因此这裡就不详细列出各档之间的引用关系图，但仍然可以进行大概分类，见图5-30所示。

asm.s程式是用於处理系统硬件异常所引起的中断，对各硬件異常的实际处理程式则是在traps.c档中，在各个中断处理过程中，将分別呼叫traps.c中相应的C语言处理函数。

exit.c程式主要包括用於处理行程终止的系统呼叫。包含行程释放、会话(行程组)终止和程式退出处理函数以及杀死行程、终止行程、掛起行程等系统呼叫函数。

fork.c程式给出了sys_fk( )系统呼叫中使用了两个C语言函数：
find_empty_process( )和copy ocess( )。

mktime.c套件程式含一个内核使用的时间函数mktime( )，用於计算从1970年1月l日0时起到开机当日的秒数，作为开机秒时间。仅在init/main.c中被呼叫一次。

panic．套件程式含一个显示内核出错资讯並停机的函数panic( )。
printk.c套件程式含一个内核专用资讯显示函数printk( )。
sched.c程式中包括有关调度的基本函数(sleep_on、wakeup、schedule等)以及一些简单的系统呼叫函数。另外还有几个与定时相关的软碟操作函数。

signal.c程式中包括了有关信号处理的4个系统呼叫以及一个在对应的中断处理程式中处理信号的函数do_signal( )。
sys.c程式包括很多系统呼叫函数，其中有些还沒有实现。
system_call.s程式实现了Linux系统呼叫(int Ox80)的介面处理过程，实际的处理过程则包含在各系统统呼叫相应的C语言处理函数中，这些处理函数分佈在整个Linux內核代码中。

vsprintf.c程式实现了现在已经归入标準程式库函数中的字串格式化函数。

区块装置驱动程式子目录kernel/blk_drv

通常情況下，用戶是透过档案系统来存取装置的，因此装置驱动程式为档案系统实现了呼叫介面。在使用区块装置时，由於其资料吞吐量大，为了能夠高效率地使用区块装置上的资料，在用戶行程与区块装置之间使用了高速缓冲机制。在存取区块装置上的资料时，系统首先以资料块的形式把区块装置上的资料读入到高速缓冲区中，然后在提供给用戶。blk_drv子目錄共包含4个c档和标头档。标头档blk.h由于是区块装置程式专用的，所以与C档放在一起。这几个档之间的大致关系，见图5-3l所示。

字元装置驱动程式子目錄kernel/chr_drv

字元装置程式子目錄共含有4个C语言程式和2个组合语言程式档。这些档案实现了对序列端口rs-232、串列终端、键盘和主控台终端装置的驱动。图5-32是这些档案之间的大致呼叫层关系。

tty_iov.c程式中包含tty字装置读函数tty_read( )和写函数tty_write( )，为档案系统提供了上层存取介面。另外还包括在串列中断处理过程中呼叫的C函数do_tty_interrupt( )，该函数将会在中断类型为读字元的处理中被呼叫。

Console.c档主要包含主控台初始化程式和主控台写函数con_write( )，用於被tty装置呼叫。还包含对显示器和键盘中断的初始化设置程式con_init( )。

rs_io.s组合语言程式用于实现两个串列介面的中断处理程式。该中断处理程式会根据从中断标识寄存器(端口0x3fa或0x2fa)中取得的4种中断类型分別进行处理，並在处理中断类型为读字元的代码中呼叫do_tty_interrupt( )。

serial.c用於对非同步串列通信晶片UART进行初始化操作，並设置两个通信端口的中断向量。另外还包括tty用于往串口输出的rs_write( )函数。

tty_ioctl.c程式实现了tty的io控制介面函数tty_ioctl( )以及对termio(s)终端io结构的读写函数，並会在实现系统呼叫sys_ioctl( )的fs/ioctl.c程式中被呼叫。

keyboard.s程式主要实现了键盘中断处理过程keyboard_interrupt。

辅助运算器模拟和操作程式子目录kernel／math

该子目錄中目前仅有一个C程式式math_emulate.c。其中的math_emulate( )函数是中断int7的中断处理程式呼叫的C函数。当机器中沒有数学辅助运算器，而CPU卻又执行了辅助运算器的指令时，就会引发该中断。因此，使用该中断就可以用软体来模拟辅佐算器的功能。本文章所讨论的內核版本还沒有包含有显辅助运算器的模拟代码。本程式中只是列印一条出错资讯，並向用戶程式发送一个辅助运算器错误信号SIGFPE。
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