Linux(06)之获取内核代码

news2024/11/26 8:17:59

Linux(06)之获取内核代码

Author：OnceDay Date：2023年1月5日

漫漫长路，有人对你微笑过嘛…

参考文档：

《Linux内核设计和实现》

1.概述

linux内核的基本架构如下：

在这里插入图片描述

所以每个处理器运行的地方只有以下可能：

运行于用户空间，执行用户进程。
运行于内核空间，处于进程上下文，代表某个特定的进程执行。
运行于内核空间，处于中断上下文，于任何进程无关，处理某个特定的中断。

内核设计一般有两种，单内核和微内核。Linux基于单内核设计，但同时吸收了微内核设计的模块化思想。Linux内核运行在单独的内核地址空间上，同时支持抢占式内核、支持内核线程、动态装载内核模块的能力。

Linux内核支持对称多处理机制(SMP)，对待线程和进程一视同仁，线程就像一些能够共享资源的进程。

Linux内核有多种版本，有一些版本是LTS(长期支持)，这类版本一般用于工业生产中，另外一些就是处于开发之中的版本。命名规则如下：

在这里插入图片描述

主版本号+从版本号用于描述内核系列。如上，就是5.15版内核系列。

2. 获取linux内核源码

获取linux源码非常简单，直接在官方网站获取即可，但是下载速度有限：

The Linux Kernel Archives

可以考虑从国内镜像网站下载：

linux-kernel安装包下载_开源镜像站-阿里云 (aliyun.com)

此外，也可以使用git下载，源代码在github上：

https://github.com/torvalds/linux

但是同样下载很慢，因此使用gitee码云来加速下载：

Linux Kernel: Linux 内核源码镜像 (gitee.com)

可以使用以下方式直接下载：

git clone https://gitee.com/mirrors/linux_old1.git

注意，最好在linux环境下安放源码，window下可能遇到文件系统不兼容的问题。

内核源码一般由以下目录组成：

目录	描述
arch	特定体系结构的源码
block	块设备I/O层
crypto	加密API
Documentation	内核源码文档
drivers	设备驱动程序
firmware	使用某些驱动程序而需要的设备固件
fs	VFS和各种文件系统
include	内核头文件
init	内核引导和初始化
ipc	进程间通信代码
kernel	像调度程序这样的核心子系统
lib	通用内核函数
mm	内存管理子系统
samples	示例，示范代码
scripts	编译内核所用的脚本
sound	语音子系统
usr	早期用户空间代码(所谓的initramfs)
tools	在Linux开发中有用的工具
virt	虚拟化基础结构

除了上面文件夹外，还有一些许可证和其他的配套文件。

2.1 阅读linux源码

这里采用VScode + gtags的方法。

首先是直接通过下面命令在linux服务器上克隆整个linux kernel源码：

git clone https://gitee.com/mirrors/linux_old1.git

内核源码仓库很大，大小有3.5G，实际占用空间4~5G。

然后vscode使用ssh远程连接到Linux服务器上，vscode会自动安装vscode-server。

离线安装可参考下面文章，linux服务器能联网，安装很简单，请自行百度。

离线安装vscode_Once_day的博客-CSDN博客_vscode 离线安装

vscode需要安装以下插件：

C/C++ ，必备插件。
c/c++ Extension Pack，扩展包。
c/C++ GNU Global，支持gtags。
GitLens，用于查看git commit记录和相关操作，非常好用。

此外Linux服务器需要安装global，这是gnu提供的一个解析代码的工具。生成二进制的数据库，对于大型代码工程非常有帮助。

对于ubuntu系统，直接apt install global即可。其他linux系统仿照如此即可。

使用vscode连接ssh打开服务器上的内核代码文件夹。

设置配置文件(没有就新建)如下.vscode/settings.json:

{
"editor.tabSize": 8,
"C_Cpp.default.intelliSenseMode": "linux-gcc-x64",
"C_Cpp.intelliSenseCacheSize": 51200,
"search.followSymlinks": false,
"C_Cpp.workspaceParsingPriority": "high",
"C_Cpp.default.browse.limitSymbolsToIncludedHeaders": true,
"C_Cpp.intelliSenseEngine": "disabled"
}

"search.followSymlinks": false很关键，内核代码有些文件是符号链接文件，可能造成循环引用，这会导致cpptool直接cpu占用拉满。当然，最关键的是

在这里插入图片描述

这个地方，必须要手动暂停解析，这个解析再进行到一定文件之后就会卡死循环，所以干脆不要了。

其他配置字段的含义，可以自行百度，网上介绍非常多。

接下来是使用global生成代码解析文件，直接在vscode里面按下F1，然后搜索global：

在这里插入图片描述

第一个命令是建立数据库，执行一次即可，如果代码改变，也可以再执行一次。

这个过程会在后台一直运行，大概几分钟，等着就好。如果运行正常，目录下面会出现三个文件：

-rw-r--r--   1 ubuntu ubuntu        17M Jan  5 23:27 GPATH
-rw-r--r--   1 ubuntu ubuntu       534M Jan  5 23:27 GRTAGS
-rw-r--r--   1 ubuntu ubuntu       708M Jan  5 23:27 GTAGS

可以看到，数据是非常大的，然后就可以正常在代码使用跳转等功能了。

更多有关的信息可以自行去收集，此外c也可以使用langd工具。