零基础学Linux内核：1、Linux源码组织架构

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前言

这里将是我们从零开始学习Linux的第一节，这节课我们将了解Linux源码的各个文件夹的组成与含义。

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一、Linux内核的特征

1、开源：Linux内核是开源的，用户和开发者可以自由地查看、学习、修改和分发内核代码，促进了协作和创新。

2、可移植性：Linux内核被设计为高度可移植的，可以在各种不同的硬件平台上运行，包括个人计算机、服务器、嵌入式设备、移动设备等。

3、多任务和多用户支持：Linux内核支持多任务和多用户操作。它可以同时运行多个程序，并为每个程序提供独立的执行环境。

4、强大的网络支持：Linux内核具有强大的网络支持，包括TCP/IP协议栈、网络设备驱动程序和网络协议的实现。

5、模块化设计：Linux内核采用了模块化的设计，允许核心功能和设备驱动程序以模块的形式加载和卸载，提高了系统的灵活性和可维护性。

6、良好的性能和可靠性：Linux内核经过长时间的发展和优化，具有良好的性能和可靠性。

7、支持广泛的硬件和软件生态系统：Linux内核支持广泛的硬件设备和软件应用。它具有丰富的设备驱动程序和接口，可以与各种硬件设备和外部设备进行通信。同时，Linux拥有庞大的开源软件生态系统，提供了各种应用程序、开发工具和库，满足了不同用户和开发者的需求。

二、Linux操作系统结构

1.Linux在系统中的位置

2.Linux内核的主要子系统

Linux内核可以根据功能和任务划分为以下几个主要的子系统：

1、进程管理子系统：负责管理进程的创建、调度、终止和通信等任务。

2、文件系统子系统：提供文件和目录的管理、访问和操作功能，包括各种文件系统的实现。

3、网络子系统：处理网络协议栈、网络设备驱动程序和网络通信等网络相关任务。

4、内存管理子系统：管理系统内存的分配、释放和映射，包括虚拟内存管理和页面置换等功能。

5、设备驱动程序子系统：提供与硬件设备的交互和控制，包括各种设备驱动程序的实现。

每个子系统都有特定的责任和功能，通过协同工作，实现了Linux内核的全面功能和可靠性。

Linux内核还包含其他子系统，如电源管理子系统、安全子系统、时钟和定时器子系统等，这些子系统也在特定领域提供了重要的功能和服务。

3、Linux系统主要数据结构

在Linux内核中，有以下这些使用频率较高的数据结构：

task_struct: 代表一个进程数据结构指针，形成一个task数据
mm_struct：代码进程的虚拟内存
inode:代表虚拟文件系统中的文件、目录等对应的索引节点

还有很多相关的数据结构，我们后面慢慢讲

三、linux内核源码组织

1、下载Linux源码

想要更快的了解Linux架构，那么首先需要下载一版Linux源码，关于如何下载Linux源码：可以查看我之前写的文章：https://blog.csdn.net/qq_43257914/article/details/134344756?spm=1001.2014.3001.5501

2、Linux版本号

linux内核版本有两种：稳定版、开发版
linux内核版本号由3组数字组成
1、第一组：内核主版本
2、第二组：偶数表示稳定版本、奇数表示开发中版本
3、第三组：错误修补此数
举个例子：linux-4.5.1
4：主版本号
5：此版本号，表示开发中版本（因其为奇数）
1：修订版本号，表示修改次数

3、linux源码架构目录讲解

arch: 			不同平台体系相关代码
block:		 	块设备驱动
certs: 			与认证和签名相关代码
crypto: 		内核常用加密、压缩算法等代码
Documentation：	描述模块功能和协议规范代码
Driver：		驱动程序（USB总结、PCI总结、显卡驱动等）
firmware目录：	主要是一些二进制固件
fs:				虚拟文件系统代码
include:		内核源码依赖绝大部分头文件
init：			内核初始化代码，联系到内存各组件入口
ipc：			进程间通信实现，比如共享内存、信号量、匿名管道等
kernel:			内核核心代码，包括进程间通信、IRQ、时间等
lib：			C标准的子集 
mm：			内存管理相关实现
net：			网络协议代码，比如 TCP、IPv6、WiFi、以太网等
samples：		内核示例代码 
scripts：		编译和配置内核所需脚本：per/bash 等
security：		内核安全模型相关代码：如 selinux
sound：			声卡驱动源码
tools：			与内核交互
usr：			用户打包和压缩内核的实现源码
virt：			/kvm 虚拟化目录相关支持实现

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