Linux内核是操作系统的核心组件,负责底层硬件管理和资源分配,为上层应用程序提供一个稳定、统一的运行环境。
Linux内核源码采用模块化设计,主要目录按功能划分。
- 硬件相关:arch/, drivers/。
- 核心功能:kernel/, mm/, fs/。
- 扩展模块:net/, security/, crypto/。
- 工具与文档:scripts/, tools/, Documentation/。
顶层目录概览
linux/
├── arch/ # 体系结构相关代码
├── block/ # 块设备层(I/O调度、通用块层)
├── crypto/ # 加密算法实现(AES, SHA等)
├── drivers/ # 设备驱动(网卡、GPU、USB等)
├── fs/ # 文件系统(ext4, Btrfs, proc等)
├── include/ # 内核头文件
├── init/ # 内核初始化(启动流程)
├── ipc/ # 进程间通信(共享内存、信号量)
├── kernel/ # 核心子系统(调度、信号、定时器)
├── lib/ # 通用库(字符串、压缩算法)
├── mm/ # 内存管理(页分配、虚拟内存)
├── net/ # 网络协议栈(TCP/IP, 802.11等)
├── scripts/ # 构建/配置脚本(Makefile工具)
├── security/ # 安全模块(SELinux, AppArmor)
├── tools/ # 用户态工具(perf, BPF工具)
├── Documentation/ # 内核文档
└── samples/ # 示例代码(驱动、BPF程序)
核心目录
arch/:体系结构相关代码(CPU架构、启动代码)
- x86/, arm/, arm64/:不同CPU架构的代码。
- kernel/:架构特定的核心代码(如上下文切换)。
- boot/:引导加载程序相关(如x86的实模式代码)。
- mm/:架构相关内存管理(页表、TLB)。
drivers/:设备驱动,占内核代码量最大
- char/:字符设备(键盘、终端)。
- block/:块设备驱动(SSD、HDD)。
- net/:网络设备(网卡驱动)。
- pci/, usb/:总线驱动。
- gpu/:显卡驱动(如DRM框架)。
fs/:文件系统实现
- 关键文件/子目录:ext4/, btrfs/:具体文件系统实现。proc/:虚拟文件系统 /proc。vfs/:虚拟文件系统层(通用文件操作接口)。
kernel/:核心子系统
- 子目录:sched/:进程调度器(CFS、实时调度)。time/:时间管理(高精度定时器)。locking/:锁机制(自旋锁、RCU)。irq/:中断处理。
mm/:内存管理
- 关键功能:page_alloc.c:物理页分配。vmalloc.c:虚拟内存分配。slab.c:SLAB/SLUB内存分配器。
net/:网络协议栈
- 子目录:ipv4/, ipv6/:TCP/IP协议实现。netfilter/:Netfilter框架(iptables)。wireless/:无线协议(802.11)。core/:套接字、网络设备抽象层。
include/:头文件,分通用和架构相关
- 关键子目录:linux/:通用内核API(如sched.h, fs.h)。uapi/:用户空间API头文件。asm-generic/:跨体系结构通用定义。arch/x86/include/:x86架构特定头文件。