深度探究：Linux内核源码剖析
Linux是一款被广泛使用的操作系统，其成功离不开源码的公开，使得开发者可以深入了解该系统实现的机制和原理。本文将对Linux内核源码进行剖析，对于有兴趣深入研究内核的同学，可以借此了解更多内部实现细节。
一、内核代码结构
内核代码由多个文件和目录组成，其中包括驱动程序、系统调用等。我们可以通过阅读内核代码来了解内核的运行机制和子系统实现。下面是内核源码的基本目录结构：
./Arch：包含与体系结构相关的代码./block：块设备层代码./crypto：加密代码./Documentation：内核文档./drivers：驱动程序./firmware：包含设备支持的固件./fs：文件系统的实现./include：内核头文件./init：初始化代码./ipc：进程间通信代码./kernel：内核主要代码./lib：内核库函数和数据结构./mm：内存管理代码./net：网络代码./samples：内核示例代码./scripts：构建脚本./security：安全模块./sound：声音驱动程序./tools：构建和调试工具
二、内核初始化
内核初始化是内核启动过程中的一个重要阶段。当系统启动时，从引导介质中加载内核后，系统将进行初始化。内核初始化的代码位于./init目录，其中会有一个名为init/main.c文件，下面是以init/main.c为主要参考的内核初始化流程：
1. start_kernel函数，包括硬件初始化完成后调用kernel_init_freeable函数，该函数初始化一些内核变量。2. kernel_init_freeable函数，包括调用relocate_init函数，该函数重新定位内核代码。完成之后，进程就可以调用虚拟地址了。3. 完成重定位之后，就从./init目录中调用所有初始化代码。4. 设备和总线的初始化。5. locKDEp是锁依赖关系的简称，其目的是检测内核线程同步时可能存在的死锁以及竞争关系。6. 运行定时器子系统。7. 请求初始化，并启动子系统。8. 子系统初始化完成之后，内核程序将转向用户空间，进入系统服务的处理阶段。
三、内存管理
内核的内存管理是操作系统内核的核心特性之一，其实现涉及到很多方面，包括内存的分配和释放、虚拟地址映射、页面替换及交换等。下面简单介绍下内存管理的实现机制：
1. 物理内存管理：用于管理非受限物理内存，这意味着可以分配任意大小的内存。2. 内核对虚拟地址空间的管理：该机制负责内核和用户进程之间的交互和过渡。每个进程都拥有一个虚拟地址空间，这个空间的大小默认是4GB。3. 页面替换：当物理内存资源不足时，内核会使用页面替换来减少内存占用。Linux使用了仿照BSD的分页算法LRU缓存页替换算法。4. 虚拟存储：Linux内核提供了一组用户空间系统调用，可以使程序可以访问物理内存地址区间之外的变量、函数等。5. 虚拟地址段：在内核初始化时，许多标准数据结构和全局映射就被初始化到虚拟地址空间的一个特定区域中。例如，开始的1GB内存映射到内核空间，并且连续4GB空间映射到用户空间。
四、系统调用
系统调用是Linux提供的一种mechanism（机制）来执行内核服务，用户进程通过系统调用来触发内核代码执行的过程。本质上来说，通过系统调用的实现，用户经过内核代码执行，用于保护内核资源和状态。 Linux内核的系统调用流程如下：
1. 用户进程通过sys_*库函数，执行中断指令（INT）来代表发起系统调用。2. 在系统调用中断处理程序中，内核将调度到所请求的函数。3. 如果系统调用函数成功执行，则函数将返回状态码（0表示没有错误），并且内核返回执行该调用的用户进程，从系统调用库函数中返回结果。否则它将返回错误码。
五、结语
Linux内核源码是开源的，没有官方手册或指南来组织或明确给出信息，因此它是同行学习和进一步深入研究的最佳源。在Linux内核中，内存管理、系统调用和进程管理等方面的实现机制非常重要。通过深入了解这些内核中核心机制的实现，开发者可以更好地了解现代操作系统的基本原理。
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linux下\代表什么。注意是linux不是Windows
\ 是转义符 / 才是表示目录的分割符Windows 下面和 Linux 下面的目录分割符相反的。 Linux 是遵循约定俗成的 \ 作为转义符，各种计算机语言都把 \ 定义为转义。 唯独 Windows 他是把 \ 作为转义符。 导致给他编程序，表示目录时特别的麻烦。
LINUX内核源代码情景分析（上册）
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linux操作系统
Linux是一个开放的,自由的类Unix操作系统,它的源代码是公开的, 各个版本的Linux,包括从内核到许许多多的应用程序的源代码, 以及可执行文件都可以免费从互联网上下载。 你也可以通过光盘得到Linux系统,和一般的软件不同的是, 你可以合法的和你的朋友分享Linux光盘。 很显然Linux光盘的价格不会很高, 第一,因为你可以免费从网上下载;第二,你可以和你的朋友合伙凑钱买一套Linux光盘, 再和你的朋友分享使用。 Linux和一般的软件不同,是可以和你的朋友分享的。 举个例子来说:如果朋友家有张非常漂亮的窗子，但是这窗子是95牌的， 那么你仿制是违法的，如果这窗子是X牌的，或者说牌子是GPL， 那么你仿制就不违法。 如果你不想违法,但又想要漂亮的窗子, 答案是选择自由软件。 选择Linux。 Linux准确的说,是一个系统内核,它是最初在91年, 由芬兰的了不起的学生Linus Torvalds发起, 接着又有全世界的志愿者加入进来开发的。 现在有一些软件公司在做Linux的生意, 著名的有RedHat,SuSE以及Caldera等等, 这些公司发布自己的基于Linux内核的一整套的Linux系统: 这些整套的系统通常包括有:一个C语言及C++编译器,Perl脚本解释程序, 外壳Shell,图形用户界面X窗口系统,包括有X Server以及众多的应用程序等等。 这些整套的Linux系统按照习惯叫做Linux发布(distribution)。 目前使用最广泛的Linux发布是RedHat公司的RedHat Linux。 以前使用广泛的Slackware,现在也还有许多人在使用, 我自己的第一个Linux系统就是Slackware,现在我玩的是Debian, Debian和其他的Linux发布的不同之处在于:Debian是完全由志愿者开发的, 不像RedHat和SuSE,是由软件公司所支持的。 RedHat是使用最广泛的Linux发布,并且RedHat公司现在得到了Netscape, 以及Intel的支持,前景看好,根据一般的看法Redhat也是最容易上手的Linux发布。 SLackware和RedHat相比要稍微复杂一些,这主要是指软件的安装方面, 由于RedHat使用rpm打包系统,安装新软件简单到只要一行命令即可。 而Slackware往往要从源代码重新编译,稍微费事一些。 SuSE也是基于rpm打包系统,SuSE的特别之处在于它对X窗口系统的支持非常好, SuSE的吉祥物是一只绿色的蜥蜴,非常可爱。 Debian基于自己的Deb格式的打包系统,但是它也可以安装rpm软件包。 Linux可以运行在DEC公司的Alpha机上,也可以运行在Sun公司的Sparc机器上。 当然也可以运行在Intel公司的386以上的机器上。 编写的好的源代码可以不经修改的在各种不同的Linux平台上直接编译安装运行, 但是显然,不同的硬件平台之间的可执行文件是不兼容的。 但是一个特别针对Intel机器的rpm软件包是可以轻易的在for Intel的RedHat,SuSE,Debian, 以及Slackware上安装运行起来的。 RedHat,SuSE,Slackware以及Debian等各个发布之间的另一个不同是, 它们都带有自己的系统管理工具。 RedHat使用著名的控制面板+Linuxconf, Debian使用臭名昭著的dselect(为什么说臭名昭著?因为它非常难控制, 我自己只要有可能,就尽量不碰它) Slackware使用pkgtool, SuSE也有自己的管理工具。 Linux是一个开放的操作系统,它的各个部分:内核,应用程序, 库程序是有机的结合的。 并不是固定的死死的,碰都不能碰。 Linux的内核的版本号是格式的,由三个数字组成, 第一个数字是主版本好,第三个数字是辅版本号,中间的数字如果是奇数, 表示这是一个开发版的内核,如果是偶数,表示是一个相对稳定的,可靠的内核。 一般来讲,除非你正在研究Linux内核,或有特别的需要, 否则不要摆弄奇数版本的内核。 今天演示的第三个部分是Linux下的软件。 常常有人抱怨Linux缺乏有效的软件的支持, 这在一定情况下的确如此,但是另一方面也是我们对Linux了解太少, Linux平台上现在已经有了相当多的应用软件。 并且Linux正在得到越来越多的厂家的支持。 这段时间炒的非常火的Oracle,Sybase等等大型数据库的Linux版本就是一例。 Linux下不但有类似于PhotoShop的免费的图像编辑软件:gimp, 还有免费的类似于3DS的三维设计软件:MoonLight。 并且所有这些软件,你都可以得到源代码。 Linux下的图形用户界面是基于X窗口系统的, 这也秉承了Linux的一贯传统:开放的,有机结合的。 XFree86只是图形界面的服务器,上面可以运行各种不同的窗口管理器, 现在著名的窗口管理器有AfterStep,WindowMaker,以及Enlightenment。 有的窗口管理器做得非常的漂亮,真是叫做不看不知道,一看吓一跳。 另外,如果你不喜欢花哨的窗口管理器,你可以选择wm2或者9wm, 它们只占用非常少的系统资源,我自己经常使用的就是9wm。 有了X服务器和一个窗口管理器,你就有了图形用户界面。 你就可以运行Gimp或者Moonlight了,甚至你还可以运行Doom和quake!现在还有一批程序员正在为Linux开发免费的,开放源代码的红色警报。
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