Linux内核源码介绍

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内核社区

说到Linux内核，很多人可能会认为只有Linus这样的神才懂。但事实是任何人都能参与，比如我这样能力差的也参与到Linux内核社区了。可能很多人早就想贡献Linux内核了，但就是不知道怎么开始。

Linux内核有一个官方网站The Linux Kernel Archives，在这个网站上可以获取Linux内核源码以及其他相关源码。

Linux内核社区主要以邮件交流为主，以下是一些常用的网站:

邮件列表: 在这里获取社区的最新动态。
按模块划分的patchwork: 补丁的邮件都会在这里归档。
bugzilla: 上面有很多未解决的bug，想在社区提补丁可以在这上面找问题。
syzbot: 谷歌的syzkaller模糊测试跑出来的bug，想在社区提补丁也可以在这上面找问题。
kernelnewbies: 适合内核初学者看的黑客。
LWN.net: Linux新闻周刊。

内核源码树

我们以社区最近的一个LTS（longterm support，长期维护版本）v6.6的代码来讲接下来的课程。

内核源码树根目录每个文件夹的描述如下（按字母顺序）:

arch: architecture的缩写，体系结构相关。我们着重介绍arch/x86/和arch/arm64/，在每个体系结构目录下，boot/是启动相关，configs/是配置相关，include/头文件相关，mm/内存管理相关，等等。
block: 块设备IO层相关。
certs: 认证相关。
crypto: 加密API，加密、散列、压缩、校验等算法。
Documentation: 文档，要多看，很有用。也可以看在线文档: https://www.kernel.org/doc/html/latest/
drivers: 设备驱动程序相关。
fs: 文件系统相关。我们主要介绍fs/目录下VFS（虚拟文件系统）相关的，还会介绍几个具体的文件系统，如fs/ext2/、fs/xfs/、fs/proc/、fs/sysfs/等，当然具体的文件系统不会介绍得很详细，只说一个大概，主要还是以VFS的讲解为主。
include: 内核头文件相关。
init: 内核引导和初始化相关。
io_uring: 5.1版本引入的高性能异步IO框架，主要是为了加快IO密集型应用的性能。
ipc: 进程间通信相关。
kernel: 进程相关，包括进程管理和进程调度。
lib: 可以看成是一个标准C库的子集，如strlen、mmcpy、sprintf等函数。
LICENSES: 许可证。
mm: 与体系结构无关的内存管理代码，注意与体系结构相关的代码在arch/mm/目录下。
net: 网络子系统，如TCP/IP等网络协议的实现。
rust: 内核除了C语言外采用的一门新开发语言，和C性能差不多，目前暂时主要用于驱动开发。
samples: 示例代码，很好的学习资源，不要放过。
scripts: 脚本文件，如make menuconfig、make scripts_gdb等都是调用这个目录下的脚本。
security: 安全模块，比如复杂的selinux。
sound: 语音子系统相关。
tools: 开发工具相关。
usr: 早期的用户空间代码（initramfs），比如有打包和压缩用的cpio等。注意，usr的全称是Unix System Resources，不是user，不是user，不是user。为什么要强调不是user呢，因为有太多太多的人读成了user，咱们专业点，读成u, s, r，一个单词一个单词的读。
virt: 虚拟化相关，如kvm。

上面是文件夹，接下来介绍根目录下的文件:

COPYING: 许可证。
CREDITS: 贡献者。
Kbuild: 内核顶层目录的Kbuild, 在进入子目录之前准备全局头文件并检查完整性。
Kconfig: 内核配置。
MAINTAINERS: 维护者名单。
Makefile: 设置编译参数。
README: 描述文档在哪里。

贡献Linux内核社区

准备补丁

你可以通过bugzilla或syzbot发现内核bug，也可以通过阅读内核代码发现bug或进行重构。或者可以用calc-func-lines.sh脚本找到长函数（不容易阅读）进行重构。

可以参考内核仓库中的补丁，比如我提交的补丁。修改代码时要参考Linux内核代码风格。

注意commit message每行长度不超过 72 个字符。

git commit命令之后，使用以下命令会生成补丁文件:

# -1 表示最后一次commit，
git format-patch -1

# 指定commit号
git format-patch --subject-prefix="PATCH next" -1 <commit号>

# 如果是第2个版本或第3个版本，需要指定v2或v3
git format-patch --subject-prefix="PATCH v2" -1

# 如果内容不变，重新发送（比如加一个抄送的人）
git format-patch --subject-prefix="PATCH resend,v2" -1

# 从指定的commit号数向前3个，共生成3个补丁
git format-patch --subject-prefix="PATCH resend,v2" -3 <commit号>

# 生成补丁集
git format-patch --subject-prefix="PATCH resend,v2" -3 commit号 --cover-letter
# 编辑0000-cover-letter.patch, 可参考patchwork上其他补丁的写法
vim 0000-cover-letter.patch

邮箱配置

163邮箱配置: 默认情况下，163邮箱只能在网页和网易邮箱大师登录。如果要用git通过163邮箱发送邮件则需要对163邮箱进行配置。在pc端网页登录163邮箱，点击“设置 --> POP3/SMTP/IMAP”，开启SMTP服务，会弹出授权密码窗口，记下这个授权密码（也可以在下方新增授权密码或删除）。
foxmail邮箱（qq邮箱）配置: 在pc端网页登录foxmail邮箱，点击"Settings -> Third-party Services -> IMAP/SMTP", 点击"Generate Authorization Code"生成在.gitconfig和thunderbird中登录的密码。
腾讯企业邮箱配置: 登录腾讯企业邮箱个人账号（不是管理员），左上角“设置”，然后“邮箱绑定 -> 客户端专用密码 -> 生成新密码“，注意要记住这个密码，只会显示一次，忘记了就要重新生成密码。thunderbird中登录时的配置:
- 收件服务器: 协议IMAP，主机名: imap.exmail.qq.com，端口: 993（或不填），连接安全性: 自动检测。
- 发件服务器: 主机名: smtp.exmail.qq.com，端口: 465（或不填），连接安全性: 自动检测。

thunderbird邮件客户端

最新版本的thunderbird默认使用html格式发送和显示，需要更改配置，参考Plain text e-mail - Thunderbird。

依次点击 Account Settings（账户设置） -> 地址簿 -> Composition & Addressing -> Composition（编写） -> 取消勾选 Compose messages in HTML format（以html格式编写消息）。

thunderbird有个快捷键k，会忽略话题，不小心按下后邮件就会不再显示，可以在查看 -> 话题里勾选已忽略话题，就能看到不小心按下k而不显示的邮件。

还有，不建议订阅内核任何模块的邮件列表，因为太多了，一旦订阅邮箱基本就爆了，可以在邮件列表网站上选择对应的模块在线浏览，如果需要回复，可以把邮件下载下来保存成文件，然后用thunderbird打开文件，然后就可以回复了。如果实在要订阅，可以访问vger.kernel.org和linux-kernel mailing list FAQ。

git发送邮件

安装软件:

sudo apt install git-email -y

163邮箱~/.gitconfig:

[sendemail]
	from = [email protected]
	smtpserver = smtp.163.com
	smtpuser = [email protected]
	smtpencryption = ssl 
	smtppass = 此处填写163邮箱的授权密码
	smtpserverport = 994

foxmail(qq)邮箱~/.gitconfig:

[sendemail]
        from = [email protected]
        smtpserver = smtp.qq.com
        smtpuser = [email protected]
        smtpencryption = ssl 
        smtppass = 此处填写qq邮箱的授权密码

腾讯企业邮箱~/.gitconfig:

[sendemail]
        from = your_name@your_name.com
        smtpserver = smtp.exmail.qq.com
        smtpuser = your_name@your_name.com
        smtpencryption = ssl 
        smtppass = 此处填写腾讯企业邮箱的授权密码
        smtpserverport = 465

获取maintainer邮箱:

./scripts/get_maintainer.pl file1.patch

发送邮件:

# --to是主送，--cc是抄送
git send-email [email protected],[email protected] [email protected],[email protected] file1.patch file2.patch

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