碼中自有顏如玉！

碼中自有黃金屋！

那么Linux內(nèi)核代碼到底有多少行？

我們怎么讀完呢？

https://www.kernel.org

一、內(nèi)核行數(shù)

Linux內(nèi)核分為CPU調(diào)度、內(nèi)存管理、網(wǎng)絡(luò)和存儲四大子系統(tǒng)，針對硬件的驅(qū)動成百上千。代碼的數(shù)量更是大的驚人。

先說說最早的內(nèi)核linux 0.11，下面這本書可以說很多驅(qū)動工程師都學(xué)習(xí)過，我花了大概1個半月，勉強(qiáng)看了一遍。

再來看看內(nèi)核代碼量的統(tǒng)計(jì)。

2020年1月1日，Linux內(nèi)核Git源碼樹中的代碼達(dá)到了2780萬行。

phoronix網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)了Linux內(nèi)核在進(jìn)入2020年時的一些源碼數(shù)據(jù)并作了總結(jié)。

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，Linux內(nèi)核源碼樹共有：

27852148行(包括文檔、Kconfig文件、樹中的用戶空間實(shí)用程序等)、

887925次commit

21074位不同的作者

2780萬行代碼分布在66492個文件中。

Linux內(nèi)核從最初的10000行代碼到現(xiàn)在的2780萬行代碼就是全球精英共同貢獻(xiàn)的結(jié)果。

按照一天一萬行的速度，也需要2700天，也需要7年多。

這還是建立在所有單次都認(rèn)識，

所有代碼邏輯看了的都懂，

而且都不忘記的基礎(chǔ)上。

實(shí)際上即使我們真的看完了，

幾年后內(nèi)核又會有非常大的變化，

可以說一輩子都看不完Linux內(nèi)核的代碼。

Linux內(nèi)核Git源碼樹中的代碼達(dá)到了2780萬行，核心代碼只有2%是由李納斯?托瓦茲自己編寫的，其他均是其他個人和組織貢獻(xiàn)的，李納斯?托瓦茲公開了Linux但保留了選擇新代碼和需要合并的新方法的最終裁定權(quán)。

除了Linus Torvalds，對內(nèi)核貢獻(xiàn)最多的是David S.Miller、 Mark Brown、Takashi Iwai、Arnd Bergmann、Al Viro和Mauro Carvalho Chehab。

而參與貢獻(xiàn)的公司，從域名統(tǒng)計(jì)來看，谷歌、Intel與Red Hat排在了最前列。

文末有學(xué)習(xí)路線參考！

【文章福利】小編推薦自己的Linux內(nèi)核技術(shù)交流群:【891587639】整理了一些個人覺得比較好的學(xué)習(xí)書籍、視頻資料共享在群文件里面，有需要的可以自行添加哦！?。。ê曨l教程、電子書、實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目及代碼)? ? ??

二、內(nèi)核目錄文件大小

然而，現(xiàn)在的內(nèi)核已經(jīng)膨脹的不成樣子了，以還不算最新的linux-4.1.15為例：

整個內(nèi)核源碼一共約 793M：

驅(qū)動代碼占了大概一半，大約380M:

體系相關(guān)的代碼大約134M：

網(wǎng)路子系統(tǒng)相關(guān)的代碼26M：

文件系統(tǒng)相關(guān)的代碼37M:

linux內(nèi)核核心代碼大約6.8M:

這些目錄任意一個目錄想完全看明白都非常不容易。

內(nèi)核源碼獲取

最新源碼離線下載：

https://www.kernel.org

三、內(nèi)核子系統(tǒng)

什么是內(nèi)核：

在計(jì)算機(jī)科學(xué)中是一個用來管理軟件發(fā)出的數(shù)據(jù)I/O（輸入與輸出）要求的計(jì)算機(jī)程序，將這些要求轉(zhuǎn)譯為數(shù)據(jù)處理的指令并交由中央處理器（CPU）及計(jì)算機(jī)中其他電子組件進(jìn)行處理，是現(xiàn)代操作系統(tǒng)中最基本的部分。

它是為眾多應(yīng)用程序提供對計(jì)算機(jī)硬件的安全訪問的一部分軟件，這種訪問是有限的，并由內(nèi)核決定一個程序在什么時候?qū)δ巢糠钟布僮鞫嚅L時間。

linux內(nèi)核代碼涉及知識點(diǎn)包括匯編指令、c語言、硬件組成原理、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法、各種外設(shè)總線、驅(qū)動、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。

直接對硬件操作是非常復(fù)雜的。所以內(nèi)核通常提供一種硬件抽象的方法，來完成這些操作。

通過進(jìn)程間通信機(jī)制及系統(tǒng)調(diào)用，應(yīng)用進(jìn)程可間接控制所需的硬件資源（特別是處理器及IO設(shè)備）。

最上面是用戶（或應(yīng)用程序）空間。這是用戶應(yīng)用程序執(zhí)行的地方。用戶空間之下是內(nèi)核空間，Linux 內(nèi)核正是位于這里。

GNU C Library （glibc）也在這里。它提供了連接內(nèi)核的系統(tǒng)調(diào)用接口，還提供了在用戶空間應(yīng)用程序和內(nèi)核之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的機(jī)制。

內(nèi)核和用戶空間的應(yīng)用程序使用的是不同的保護(hù)地址空間。

每個用戶空間的進(jìn)程都使用自己的虛擬地址空間，而內(nèi)核則占用單獨(dú)的地址空間。

Linux 內(nèi)核可以進(jìn)一步劃分成 3 層。最上面是系統(tǒng)調(diào)用接口，它實(shí)現(xiàn)了一些基本的功能，例如 read 和 write。

系統(tǒng)調(diào)用接口之下是內(nèi)核代碼，可以更精確地定義為獨(dú)立于體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)核代碼。這些代碼是 Linux 所支持的所有處理器體系結(jié)構(gòu)所通用的。

在這些代碼之下是依賴于體系結(jié)構(gòu)的代碼，構(gòu)成了通常稱為 BSP（Board Support Package）的部分。這些代碼用作給定體系結(jié)構(gòu)的處理器和特定于平臺的代碼。

內(nèi)核主要系統(tǒng)包括：SCI：系統(tǒng)調(diào)用接口 PM：進(jìn)程管理 VFS：虛擬文件系統(tǒng) MM：內(nèi)存管理 Network Stack：內(nèi)核協(xié)議棧 Arch：體系架構(gòu) DD：設(shè)備驅(qū)動

1 系統(tǒng)調(diào)用接口

SCI 層提供了某些機(jī)制執(zhí)行從用戶空間到內(nèi)核的函數(shù)調(diào)用。這個接口依賴于體系結(jié)構(gòu)，甚至在相同的處理器家族內(nèi)也是如此。

SCI 實(shí)際上是一個非常有用的函數(shù)調(diào)用多路復(fù)用和多路分解服務(wù)。

在 ./linux/kernel 中您可以找到 SCI 的實(shí)現(xiàn)，并在 ./linux/arch 中找到依賴于體系結(jié)構(gòu)的部分。

2 進(jìn)程管理

進(jìn)程管理的重點(diǎn)是進(jìn)程的執(zhí)行。

在內(nèi)核中，這些進(jìn)程稱為線程，代表了單獨(dú)的處理器虛擬化（線程代碼、數(shù)據(jù)、堆棧和 CPU 寄存器）。

在用戶空間，通常使用進(jìn)程 這個術(shù)語，不過 Linux 實(shí)現(xiàn)并沒有區(qū)分這兩個概念（進(jìn)程和線程）。

內(nèi)核通過 SCI 提供了一個應(yīng)用程序編程接口（API）來創(chuàng)建一個新進(jìn)程（fork、exec 或 Portable Operating System Interface [POSIX] 函數(shù)），停止進(jìn)程（kill、exit），并在它們之間進(jìn)行通信和同步（signal 或者 POSIX 機(jī)制）。

3 內(nèi)存管理

內(nèi)核所管理的另外一個重要資源是內(nèi)存。為了提高效率，如果由硬件管理虛擬內(nèi)存，內(nèi)存是按照所謂的內(nèi)存頁方式進(jìn)行管理的（對于大部分體系結(jié)構(gòu)來說都是 4KB）。

Linux 包括了管理可用內(nèi)存的方式，以及物理和虛擬映射所使用的硬件機(jī)制。

4 虛擬文件系統(tǒng)

虛擬文件系統(tǒng)（VFS）是 Linux 內(nèi)核中非常有用的一個方面，因?yàn)樗鼮槲募到y(tǒng)提供了一個通用的接口抽象。VFS 在 SCI 和內(nèi)核所支持的文件系統(tǒng)之間提供了一個交換層。

在 VFS 上面，是對諸如 open、close、read 和 write 之類的函數(shù)的一個通用 API 抽象。在 VFS 下面是文件系統(tǒng)抽象，它定義了上層函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方式。

它們是給定文件系統(tǒng)（超過 50 個）的插件。文件系統(tǒng)的源代碼可以在 ./linux/fs 中找到。

文件系統(tǒng)層之下是緩沖區(qū)緩存，它為文件系統(tǒng)層提供了一個通用函數(shù)集（與具體文件系統(tǒng)無關(guān)）。

這個緩存層通過將數(shù)據(jù)保留一段時間（或者隨即預(yù)先讀取數(shù)據(jù)以便在需要是就可用）優(yōu)化了對物理設(shè)備的訪問。緩沖區(qū)緩存之下是設(shè)備驅(qū)動程序，它實(shí)現(xiàn)了特定物理設(shè)備的接口。

5 網(wǎng)絡(luò)堆棧

網(wǎng)絡(luò)堆棧在設(shè)計(jì)上遵循模擬協(xié)議本身的分層體系結(jié)構(gòu)。

回想一下，Internet Protocol (IP) 是傳輸協(xié)議（通常稱為傳輸控制協(xié)議或 TCP）下面的核心網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。TCP 上面是 socket 層，它是通過 SCI 進(jìn)行調(diào)用的。

socket 層是網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn) API，它為各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供了一個用戶接口。

從原始幀訪問到 IP 協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU），再到 TCP 和 User Datagram Protocol (UDP)，socket 層提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化的方法來管理連接，并在各個終點(diǎn)之間移動數(shù)據(jù)。內(nèi)核中網(wǎng)絡(luò)源代碼可以在 ./linux/net 中找到。

6 設(shè)備驅(qū)動程序

Linux 內(nèi)核中有大量代碼都在設(shè)備驅(qū)動程序中，它們能夠運(yùn)轉(zhuǎn)特定的硬件設(shè)備。

Linux 源碼樹提供了一個驅(qū)動程序子目錄，這個目錄又進(jìn)一步劃分為各種支持設(shè)備，例如 Bluetooth、I2C、serial 等。設(shè)備驅(qū)動程序的代碼可以在 ./linux/drivers 中找到。

下面這個圖形象的講解了Linux內(nèi)核都有哪些東西！

四、如何學(xué)習(xí)內(nèi)核？

主要從

• 進(jìn)程管理專題

• 內(nèi)存管理專題

• 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧專題

• 設(shè)備驅(qū)動管理專題

• 文件系統(tǒng)及內(nèi)核組件專題

全方面系統(tǒng)全面的講解底層原理開發(fā)技術(shù)：

最新Linux內(nèi)核大綱

進(jìn)程管理專題

內(nèi)存管理專題

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧專題

設(shè)備驅(qū)動管理專題

文件系統(tǒng)及內(nèi)核組件專題

項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)

適合于

• 1.從事業(yè)務(wù)開發(fā)多年，對底層原理理解不夠深入的在職工程師

• 2. 從事嵌入式方向開發(fā)，想轉(zhuǎn)入互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的在職工程師

• 3. 從事Qt/MFC等桌面開發(fā)，薪資多年漲幅不大的在職工程師

• 4. 從事非開發(fā)崗位（算法崗，運(yùn)維崗，測試崗），想轉(zhuǎn)后臺開發(fā)崗位的在職工程師

• 5. 工作中技術(shù)沒有挑戰(zhàn)，工作中接觸不到新技術(shù)的在職工程師

• 6. 自己研究學(xué)習(xí)速度較慢，不能系統(tǒng)構(gòu)建知識體系的開發(fā)人員

• 7. 了解很多技術(shù)名詞，但是深入細(xì)問又不理解的工程師

• 8. 計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)想進(jìn)入大廠的在校生（本科及以上學(xué)歷，有c/c++基礎(chǔ)）