### Linux内核解读入门
#### 一、核心源程序的文件组织
Linux内核源代码的组织遵循一种清晰且逻辑严谨的结构，旨在方便开发者理解和维护。根据“Linux 内核解读入门.pdf”中提到的信息，核心源程序的文件结构可以概括如下：
- **Arch**：该目录包含了所有与特定体系结构相关的内核代码。对于Intel x86架构的用户，`i386`子目录是重点，其中存放了针对Intel CPU及其兼容体系结构的代码。PC用户通常关注此目录。
- **Include**：这是一个关键目录，包含编译内核所需的大部分头文件。`include/linux`子目录包含与平台无关的头文件，而`include/asm-i386`则专门针对Intel CPU相关的头文件。此外，`include/scsi`目录存储了SCSI设备相关的头文件。
- **Init**：此目录包含了内核的初始化代码，但并非系统的引导代码。它主要包括`main.c`和`Version.c`两个文件，是理解内核工作原理的良好起点。
- **Mm**：此目录包含了所有与内存管理相关的代码，特别是与页式存储管理相关的内存分配和释放。与体系结构相关的内存管理代码位于`arch/*/mm/`目录下。
- **Kernel**：这里存放了内核的主要代码，包括多数Linux系统内核函数的实现。`sched.c`是最为重要的文件之一，而与体系结构相关的代码则存放在`arch/*/kernel`目录中。
- **Drivers**：这个目录包含了所有的设备驱动程序，每种驱动都有自己的子目录。例如，`block`子目录下存放的是块设备驱动程序，如IDE驱动(`ide.c`)。`drivers/block/genhd.c`中的`device_setup()`函数负责初始化所有可能包含文件系统的设备，包括硬盘和网络设备。
- **Lib**：此目录包含内核的库代码。
- **Net**：存放与网络相关的内核代码。
- **Ipc**：该目录包含进程间通信(IPC)的代码。
- **Fs**：所有文件系统代码和各种类型文件操作的代码都位于此目录下，其每个子目录支持一种文件系统，如`fat`和`ext2`。
- **Scripts**：此目录包含用于配置内核的脚本文件。
每个目录通常包含`.depend`和`Makefile`文件，前者用于追踪依赖关系，后者用于定义编译规则。`Readme`文件提供了目录下文件的额外说明，有助于深入理解内核源码。
#### 二、解读实战：为内核增加一个系统调用
尽管Linux内核源代码的组织结构合理，但由于其规模庞大且复杂度高，跨目录文件之间的关联错综复杂，这往往让初学者感到望而生畏。然而，深入了解内核代码不仅能让人学到计算机底层知识，还能提升编程技巧，甚至在分析过程中逐渐专业化。
为了帮助读者更好地理解内核组织和分析方法，我们以在内核中添加一个系统调用为例进行讲解。以Intel Pentium II CPU和Redhat Linux 6.0系统为基础，使用内核版本2.2.5。
1. **系统的引导和初始化**：Linux系统可以通过多种方式引导，如Lilo、Loadlin或自举引导（bootsect-loader）。无论采用哪种方式，最终都会跳转到`arch/i386/kernel/setup.S`，这是从实模式向保护模式过渡的关键点。`setup.S`主要负责保护模式下的初始化工作。
#### 结论
Linux内核源代码的深度和广度远超想象，其组织结构和文件布局旨在优化可读性和可维护性。通过细致的解读和实战练习，如添加系统调用，开发者能够逐步掌握内核的精髓，提升自身技能，并对专业编程有更深层次的理解。
