linux内核开发

‘壹’ linux内核设计与实现

Linux内核的设计与实现是一个很大的话题,我这里简单概括一下:

• Linux内核采用模块化设计,将内核功能划分为多个相对独立的模块,如文件系统模块、网络模块、进程调度模块等。这种模块化设计使世锋得Linux内核具有良好的可扩展性和可维护性。

• Linux内核采用层次化设计,从上到下主要分为用户空间、搜前晌系统调用接口、内核空间。用户空间和内核空间通过系统调用接口交互。内核空间中又分为多层,从上到下主要分为进程调度层、文件系统层、网络层、设备驱动层等。

• Linux内核提供强大的抽象能力和通用机制。如通过文件抽象统一了对文件、网络套接字、管道等的访问;通过缓冲 CACHE 抽象实现了文件缓冲、目录缓冲、页缓冲等。这些抽象和机制使得上层文件系统和网络协议悔脊的实现变得更加简单。

• Linux内核采用先进的数据结构,如双向链表、散列表、红黑树、堆等,这些数据结构使得Linux内核在性能和复杂度上都有很好的表现。

• Linux内核实现了先进的算法和机制,如时间共享进程调度算法、虚拟内存管理算法、TCP拥塞控制算法等,这些算法机制是Linux内核性能优良和功能强大的基石。

• Linux内核有着非常清晰和简洁的源代码,这也是它受欢迎的一个重要原因。简洁清晰的代码易于维护和二次开发。

这是Linux内核设计与实现的一个简单概括,实际上每个方面都可以讲述很多,希望对你有所帮助。如果你有任何其他问题,欢迎在回复中提出。

‘贰’ 详细介绍Linux内核开发工具都有哪些

1、Source Insight
Source Insight是Windows平台下一款流行度极高的源码阅读和编辑工具。不少Linux开发人员还是习惯于在Windows下进行源码编辑，甚至查看和编辑Linux内核源码，依然在Source Insight中完成。

说明：Source Insight是一款版权软件，需要自行解决版权问题。

安装Source Insight软件后，新建一个工程，取名并指定数据存放位置，如图 1.1所示。

图 1.1 新建工程

点击OK按钮，进入工程设置界面，如图 1.2所示。

图 1.2 工程设置

然后添加源码。浏览选中Linux内核源码文件夹后，点击“Add Tree”按钮，将内核源码树的全部文件添加到工程中，如图 1.3所示。

图 1.3 添加内核源码

添加完成，即可在Source Insight中进行源码阅读和编辑了，如图 1.4所示。

图 1.4 在Source Insight中阅读源码
2、Eclipse
Eclipse是一个跨平台IDE，既能运行于Windows平台，也能在Linux下运行。不少习惯于图形界面操作的开发人员，在Linux下则习惯于用Eclipse来查看和编辑Linux源码。

如果仅仅是在Eclipse中查看Linux内核源码，则可以不必事先安装交叉编译器，否则则须事先安装好交叉编译器。

创建内核源码工程。点击FileàNewàProject，开始创建工程，在工程创建界面选择创建C工程，如图 1.5所示。

图 1.5 创建C工程

点击Next，在C Project界面的Project name栏中填写工程名称，去掉“Use default location”的勾，点击Browse将Location设置为Linux内核源码目录，如图 1.6所示。如果不在Eclipse中编译内核，则使用Linux GCC即可，否则请使用安装好的Cross GCC。

图 1.6 导入Linux内核源码

然后点击Finish，完成Linux内核源码导入，在Eclipse中即可进行代码阅读和编辑了，如图 1.7所示。

图 1.7 在Eclipse中浏览内核源码

在Eclipse中进行源码跟踪，只需选择函数、变量或者宏定义后按F3即可。更多的操作可在Navigate中找到。

3、vim+ctags+cscope
Vi/Vim是一个文本编辑器，在Vim中能高效的实现代码编辑。但Vim的功能不仅仅是一个文本编辑器，借助ctags和cscope的配合，Vim能实现堪比图形IDE环境的源码编辑和阅读功能，在某种程度上甚至比图形IDE更方便。

Vi/Vim的安装不再介绍了。如果不是通过远程登录在远程服务器上工作，而是在本地桌面系统操作，还可以用gvim启动Vi编辑器。

Taglist
Taglist是Vim的一个源码浏览插件，可从http://www.vim.org网站获得。下载到压缩包后，在本地解压，然后将解压得到目录中的plugin目录复制到~/.vim目录。如果用户主目录下没有.vim目录，则建立一个这样的目录即可。

Ctags
Ctags是一个用于产生tags文件的软件，可以下载源码进行编译安装，在Ubuntu下，可通过apt-get进行安装：
sudo apt-get install exuberant-ctags

源码阅读和跟踪
进入准备查看的源码所在目录，首先生成tags文件：

ctags -R
执行时间长短取决于源码数量的多少，执行完毕，在当前目录下可看到一个tags文件。源码越多，执行时间越长，产生的tags文件也越大。

注意：如果修改了源码，代码行号发生了变化，需要重新生成tags文件。

（1）查看函数等定义。用Vi/Vim打开一个C文件。若想知道某个函数、变量、结构或者宏定义在什么地方定义，先将光标移动到函数（变量、结构或者宏定义）上，然后按CTRL+]即可。查看后，按CTRL+o可回到原来所在位置。

（2）查看文件函数列表。打开C文件后，在Vi/Vim的命令状态下输入:TlistToggle（Vi/Vim的命令输入支持补全），在Vi/Vim左边就会出现函数列表侧栏，如图 1.8所示。按CTRL+ww（2次w），可在列表和代码查看区间切换。

图 1.8 Vi/Vim的函数列表侧栏

如果在本地桌面，用Gvim打开C文件，使用起来比较接近IDE集成环境。用鼠标双击函数即可跳转到函数定义的地方，CTRL+鼠标右键即可回退到原来所在位置。更多实用特性，还需要在实际操作中体验。

4、LXR
LXR是Linux Cross Referencer的缩写，是一个比较流行的Linux源码查看工具，当然也不仅仅局限于查看Linux源码。LXR的下载地址为：http://lxr.sourceforge.net，参考该网站的安装说明，很容易在本机搭建一个本地LXR用于源码查看。

如果不想搭建本地LXR，可以直接浏览已经搭好的LXR网站，推荐两个网站：一个是开源中国网站提供的Linux源码在线阅读http://lxr.oss.org.cn，另一个是http://lxr.free-electrons.com网站，前者速度较快，但是提供的Linux内核版本较少，后者则提供的版本较多。网站提供了源码阅读、关键字搜索和自由文本搜索功能。两者的网页快照分别如图 1.9和图 1.10所示。

‘叁’ Linux内核开发与Linux驱动开发有什么关系

驱动装在系统上，有的会跟内核有交互，但是驱动一般是针对设备