Structure.md · 齐朝阳/Linux 0.11

# 0. 前言

本文档主要记录了项目的目录结构，以及每个目录下文件的功能。文件很多，一开始不必胡子眉毛一把抓，笔者根据自己的经验列出了需要重点关注的文件与阅读顺序，供读者参考。

linux-0.11作为一个完整的操作系统，主要实现了以下几方面的基本功能：

1. 文件系统（在fs文件夹中）
2. 内存管理（在mm文件夹中）
3. 进程管理和调度（在kernel文件夹中）
4. 设备管理（在kernel文件夹中）

其他还有如启动（boot），初始化（init），系统调用（lib）等功能。

如果想要详细了解其全貌，推荐阅读材料与顺序如下

1. 闪客微信公众号： [你管这破玩意叫操作系统源码 | 第一回 最开始的两行代码 (qq.com)](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzk0MjE3NDE0Ng==&mid=2247499226&idx=1&sn=1ff3d54a3608423b7781142ae3ac62ca&chksm=c2c58777f5b20e61664a51d31ab779bbe68c317c3459218c7cd4b9530887dbb33470628c3248&cur_album_id=2123743679373688834&scene=189#wechat_redirect) 
   特点是图片较多，语言通俗易懂，据说文科生也能看，方便入门，了解一般的启动流程和程序调度过程
2. 新设计团队： 《Linux内核设计的意图》
   同样是图解为主，配上一些简明扼要的文字说明，就算不看源代码，也能掌握操作系统的整体脉络；但是更加科学，更加详尽，而且有实际的程序例子详解应用层程序的工作流程
3. 赵炯老师： 《Linux内核完全注释》（内核版本0.11）
   极为详细的代码注释，适合深入研究；缺点是如果一开始没有操作系统的流程概念，只是从前往后阅读会抓不住重点

# 1. boot

阅读本文件夹需要有汇编基础，里面的三个.s文件跟操作系统代码在内存上的加载有关，并做了初步的内存规划

# 2. fs

本文件夹主要涉及文件相关的操作

1. 文件在硬盘和内存中的组织结构，包含bitmap.c, super.c, inode.c, block_dev.c, file_dev.c file_table.c，namei.c等. 
   这一部分内容需要优先了解。linux-0.11主要靠inode结构管理硬盘信息，并提供给文件存储文件信息。inode->block(硬盘中的块)
   filep(文件描述符)->file_table(文件表)->file(文件的元信息)->inode_table->inode
2. 文件状态管理，包含fcntl.c, ioctl.c, stat.c等
3. 文件开关，包含openc.c等
4. 文件读写， 包含read_write.c等
5. 其他，包括super.c(超级块管理)， exec.c(程序执行，不明白为啥要放在这个文件夹里)， pipe.c（管道）等

# 3. include

所有头文件所在，一开始的时候就需要阅读其中的关键若干文件，等到一段时间后，对操作系统有了初步的概念，再进行通读。比较重要的头文件如下

1. fs.h  
   inode结构必须清清楚楚，是一切文件管理实现的核心； 超级块也要了解，系统通过超级块的方法管理磁盘；buffer_head是缓冲区头数据结构，极为重要
2. sched.h
   其中有两个最重要的结构体，task_struct(任务（进程/线程）数据结构，结构体变量非常多，一开始全部搞懂，需要不断的回看),  tss_struct（任务状态段，用于任务切换时保存上下文，内部有很多寄存器信息）
   如果此处有疑问，建议先了解计算机组成特别是寄存器相关的知识，推荐王爽老师的《汇编语言》
3. a.out.h
   主要是执行文件结构相关的数据和函数，需要不错的C语言基础
   推荐布莱恩特老师的《CSAPP》
4. unistd.h
   一些常用的标准库函数，知道其含义即可，一般C语言的开发者会比较熟悉，不用细看

# 4. init

只有一个main.c文件，是程序的主流程，用于环境初始化。

在此文件中初始化了4个进程

- 进程0：初始化内存布局，设备，时间，硬盘，特权级翻转等
- 进程1：文件系统初始化，文件交互功能初始化
- 进程2：加载配置文件（/etc/rc）并退出
- 进程3：初始化shell程序

# 5. kernel

# 6. lib

# 7. mm

# 8. tools

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