In welcher Datei befindet sich der Quellcode des Linux-Kernels?

Der Quellcode des Linux-Kernels befindet sich im Verzeichnis /usr/src/linux. Die Zusammensetzung des Kernel-Quellcodes: 1. Arch-Verzeichnis, das den Kerncode enthält, der sich auf die vom Kernquellcode unterstützte Hardware-Architektur bezieht. 2. Include-Verzeichnis, das die meisten Kern-Include-Dateien enthält enthält den Kernstartcode; 4. mm-Verzeichnis, enthält den gesamten Speicherverwaltungscode; 5. Treiberverzeichnis, enthält alle Gerätetreiber im System 6. IPC-Verzeichnis, enthält Kerncode für die prozessübergreifende Kommunikation;

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Linux7.3-System, Dell G3-Computer.

Wo ist der Quellcode des Linux-Kernels?

Der Linux-Kernel-Quellcode kann auf viele Arten erhalten werden. Im Allgemeinen ist der Inhalt im Verzeichnis /usr/src/linux unter dem installierten Linux-System der Kernel-Quellcode.

Wenn Sie beim Lesen des Quellcodes reibungsloser vorgehen möchten, ist es am besten, im Voraus ein gewisses Verständnis für den Wissenshintergrund des Quellcodes zu haben.

Die Zusammensetzung des Linux-Kernel-Quellcodes ist wie folgt (angenommen relativ zum Linux-Verzeichnis):

arch

Dieses Unterverzeichnis enthält den Kerncode, der sich auf die Hardwarearchitektur bezieht, die von diesem Kernquellcode unterstützt wird . Für die X86-Plattform ist es beispielsweise i386.

include

Dieses Verzeichnis enthält die meisten Kern-Include-Dateien. Außerdem gibt es für jede unterstützte Architektur ein Unterverzeichnis.

init

Dieses Verzeichnis enthält den Kern-Startcode.

mm

Dieses Verzeichnis enthält den gesamten Speicherverwaltungscode. Der Speicherverwaltungscode, der sich auf die spezifische Hardwarearchitektur bezieht, befindet sich im Verzeichnis arch/*/mm. Derjenige, der X86 entspricht, ist beispielsweise arch/i386/mm/fault.c.

Treiber

Alle Gerätetreiber im System befinden sich in diesem Verzeichnis. Es ist weiter in mehrere Arten von Gerätetreibern unterteilt, von denen jeder auch ein entsprechendes Unterverzeichnis hat, z. B. der Soundkartentreiber entsprechend drivers/sound.

Ipc

Dieses Verzeichnis enthält den Kerncode für die prozessübergreifende Kommunikation.

modules

Dieses Verzeichnis enthält Module, die erstellt wurden und dynamisch geladen werden können.

fs Linux

unterstützte Dateisystemcodes. Verschiedene Dateisysteme haben unterschiedliche entsprechende Unterverzeichnisse. Beispielsweise entspricht das ext2-Dateisystem dem ext2-Unterverzeichnis.

Kernel

Hauptkerncode. Gleichzeitig wird der Code für die Prozessorstruktur im Verzeichnis arch/*/kernel abgelegt.

Net

Der Teilcode des Kernnetzwerks. Jedes darin enthaltene Unterverzeichnis entspricht einem Aspekt des Netzwerks.

Lib

Dieses Verzeichnis enthält den Kernbibliothekscode. Bibliothekscode, der sich auf die Prozessorarchitektur bezieht, wird im Verzeichnis arch/*/lib/ abgelegt.

Scripts

Dieses Verzeichnis enthält Skriptdateien, die zur Konfiguration des Kerns verwendet werden.

Dokumentation

Dieses Verzeichnis enthält einige Dokumente als Referenz.

Linux-Kernel-Quellcode-Analysemethode

1 Klarheit des Kernel-Quellcodes

Wenn Sie Linux analysieren und das Wesentliche des Betriebssystems verstehen möchten, ist das Lesen des Kernel-Quellcodes der effektivste Weg . Wir alle wissen, dass es viel Übung und Code-Schreiben erfordert, um ein guter Programmierer zu werden. Programmieren ist wichtig, aber wer nur programmiert, kann sich leicht auf seine eigenen Wissensgebiete beschränken. Wenn wir die Breite unseres Wissens erweitern wollen, müssen wir uns mehr Code aneignen, der von anderen geschrieben wurde, insbesondere Code, der von Leuten geschrieben wurde, die weiter fortgeschritten sind als wir. Durch diesen Ansatz können wir aus den Zwängen unseres eigenen Wissenskreises ausbrechen, in den Wissenskreis anderer eintreten und mehr über Informationen erfahren, die wir im Allgemeinen kurzfristig nicht lernen können. Der Linux-Kernel wird von unzähligen „Meistern“ in der Open-Source-Community sorgfältig gepflegt, und diese Leute können alle als Top-Code-Meister bezeichnet werden. Durch das Lesen des Linux-Kernel-Codes erlernen wir nicht nur Kernel-bezogenes Wissen, sondern meiner Meinung nach ist das Erlernen und Verstehen unserer Programmierkenntnisse und unseres Verständnisses von Computern noch wertvoller.

Durch ein Projekt bin ich auch mit der Analyse des Linux-Kernel-Quellcodes in Berührung gekommen. Von der Quellcode-Analyse habe ich sehr profitiert. Neben dem Erwerb relevanter Kernel-Kenntnisse hat es auch mein bisheriges Verständnis von Kernel-Code verändert:

1. Die Analyse des Kernel-Quellcodes ist nicht „außer Reichweite“. Die Schwierigkeit der Analyse des Kernel-Quellcodes liegt nicht im Quellcode selbst, sondern darin, wie geeignetere Methoden und Mittel zur Analyse des Codes verwendet werden können. Die Größe des Kernels bedeutet, dass wir ihn nicht Schritt für Schritt von der Hauptfunktion aus analysieren können, wie wir es bei der Analyse eines allgemeinen Demoprogramms tun. Wir brauchen eine Möglichkeit, von der Mitte aus einzugreifen, um den Kernel-Quellcode Stück für Stück zu „durchbrechen“. Dieser „Request-on-Demand“-Ansatz ermöglicht es uns, die Hauptzeile des Quellcodes zu erfassen, anstatt uns zu sehr auf bestimmte Details zu konzentrieren.

2. Das Design des Kerns ist wunderschön. Der jeweilige Status des Kernels bestimmt, dass die Ausführungseffizienz des Kernels hoch genug sein muss, um den Echtzeitanforderungen aktueller Computeranwendungen gerecht zu werden. Aus diesem Grund verwendet der Linux-Kernel eine Hybridprogrammierung aus C-Sprache und Assembler. Aber wir alle wissen, dass die Effizienz der Softwareausführung und die Wartbarkeit der Software in vielen Fällen im Widerspruch zueinander stehen. Wie die Wartbarkeit des Kernels verbessert und gleichzeitig die Effizienz des Kernels sichergestellt werden kann, hängt vom „schönen“ Design des Kernels ab.

3. Erstaunliche Programmierkenntnisse. Im Bereich des allgemeinen Entwurfs von Anwendungssoftware darf der Status der Codierung nicht überbewertet werden, da Entwickler dem guten Design von Software mehr Aufmerksamkeit schenken und Codierung nur eine Frage der Implementierungsmethode ist – genau wie die Verwendung einer Axt zum Holzhacken, ohne zu viel Nachdenken. Dies gilt jedoch nicht für den Kernel. Ein gutes Codierungsdesign verbessert nicht nur die Wartbarkeit, sondern auch die Codeleistung.

Jeder wird ein anderes Verständnis des Kernels haben, je tiefer sich unser Verständnis des Kernels vertieft, desto mehr Gedanken und Erfahrungen werden wir über sein Design und seine Implementierung haben. Daher möchte dieser Artikel mehr Menschen, die vor der Tür des Linux-Kernels stehen, dazu anleiten, in die Welt von Linux einzutauchen und die Magie und Großartigkeit des Kernels selbst zu erleben. Und ich bin kein Experte für Kernel-Quellcode. Ich hoffe nur, dass ich meine eigenen Erfahrungen und Erfahrungen bei der Analyse von Quellcode weitergeben und denjenigen, die sie benötigen, Referenz und Hilfe bieten kann Für die Computerindustrie tragen Sie insbesondere im Hinblick auf den Betriebssystemkern Ihre eigenen bescheidenen Anstrengungen bei. Lassen Sie mich ohne weitere Umschweife (es ist schon zu langatmig, sorry~) meine eigene Methode zur Analyse des Linux-Kernel-Quellcodes vorstellen.

2 Ist der Kernel-Quellcode schwierig? Im Wesentlichen unterscheidet sich die Analyse des Linux-Kernel-Codes nicht vom Betrachten des Codes anderer Leute, da der Code vor Ihnen im Allgemeinen nicht der Code ist, den Sie selbst geschrieben haben. Nehmen wir zunächst ein einfaches Beispiel. Ein Fremder gibt Ihnen zufällig ein Programm und bittet Sie, den funktionalen Aufbau des Programms zu erklären, nachdem er den Quellcode gelesen hat. Ich denke, dass viele Leute denken, dass ihre Programmierkenntnisse in Ordnung sind Solange sie können Wenn Sie seinen Code geduldig von Anfang bis Ende lesen, werden Sie auf jeden Fall die Antwort finden, und das ist tatsächlich der Fall. Lassen Sie uns nun die Hypothese ändern, wenn diese Person Linus ist und er Ihnen den Code eines Moduls des Linux-Kernels gibt, werden Sie sich dann immer noch so entspannt fühlen? Viele Menschen zögern vielleicht. Warum löst der Code, den dir ein Fremder gegeben hat (natürlich nicht, wenn Linus dich kennt, haha~) so unterschiedliche Gefühle bei uns aus? Ich denke, es gibt folgende Gründe:

1. Der Linux-Kernel-Code ist für die „Außenwelt“ etwas mysteriös und so groß, dass es sich möglicherweise unmöglich anfühlt, ihn zu starten, wenn er plötzlich vor Ihnen platziert wird. Es kann beispielsweise einen sehr kleinen Grund haben – die Hauptfunktion kann nicht gefunden werden. Für ein einfaches Demoprogramm können wir die Bedeutung des Codes von Anfang bis Ende analysieren, aber die Methode zur Analyse des Kernelcodes ist völlig wirkungslos, da niemand den Linux-Code von Anfang bis Ende lesen kann (weil dies wirklich nicht erforderlich ist). , und wenn es verwendet wird, schauen Sie es sich einfach an).

2. Viele Menschen sind auch mit dem Code großer Software in Berührung gekommen, aber die meisten davon sind Anwendungsprojekte. Die Form und Bedeutung des Codes hängt mit der Geschäftslogik zusammen, mit der sie häufig in Kontakt kommen. Der Kernel-Code ist anders. Die meisten der von ihm verarbeiteten Informationen hängen eng mit der untersten Schicht des Computers zusammen. Beispielsweise erschwert der Mangel an relevanten Kenntnissen über Betriebssysteme, Compiler, Assembly, Architektur usw. auch das Lesen des Kernel-Codes.

3. Die Methode zur Analyse des Kernelcodes ist nicht sinnvoll genug. Angesichts einer großen Menge an komplexem Kernel-Code kann es leicht passieren, dass man sich in den Details des Codes verliert, wenn man nicht von einer globalen Perspektive ausgeht. Obwohl der Kernel-Code riesig ist, hat er auch seine Designprinzipien und seine Architektur, andernfalls wäre die Wartung für jeden ein Albtraum! Wenn wir die allgemeine Designidee des Codemoduls klären und dann die Implementierung des Codes analysieren, kann die Analyse des Quellcodes eine einfache und glückliche Sache sein.

Das ist mein persönliches Verständnis dieser Probleme. Wenn Sie noch nicht mit großen Softwareprojekten in Berührung gekommen sind, kann die Analyse des Linux-Kernel-Codes eine gute Gelegenheit sein, Erfahrungen in großen Projekten zu sammeln (in der Tat ist Linux-Code das größte Projekt, mit dem ich bisher in Kontakt gekommen bin!). Wenn Sie nicht über umfassende Kenntnisse des zugrunde liegenden Computers verfügen, können wir uns dafür entscheiden, das zugrunde liegende Wissen durch gleichzeitiges Analysieren und Lernen zu sammeln. Der Fortschritt bei der Analyse des Codes mag zunächst etwas langsam sein, aber mit zunehmender Wissenszunahme wird unsere „Geschäftslogik“ des Linux-Kernels nach und nach klarer. Der letzte Punkt ist, wie man den Quellcode der Analyse aus einer globalen Perspektive erfasst. Dies ist auch die Erfahrung, die ich mit Ihnen teilen möchte.

3 Kernel-Quellcode-Analysemethode

3.1 Datenerfassung

Aus der Perspektive der Menschen, die neue Dinge verstehen, muss es einen Prozess des Verstehens neuer Dinge geben. Dieser Prozess macht uns aus Neues verstehen. Vorläufiges Konzept erstellen. Wenn wir zum Beispiel Klavier lernen wollen, müssen wir zunächst verstehen, dass das Klavierspielen das Erlernen grundlegender Musiktheorie, vereinfachter Notation, Notensysteme und anderer Grundkenntnisse erfordert, und dann das Erlernen von Klavierspieltechniken und Fingersätzen, und schließlich können wir tatsächlich beginnen Klavier üben.

Das Gleiche gilt für die Analyse des Kernel-Codes. Zuerst müssen wir den Inhalt des zu analysierenden Codes lokalisieren. Handelt es sich um den Code für die Prozesssynchronisierung und -planung, den Code für die Speicherverwaltung, den Code für die Geräteverwaltung, den Code für den Systemstart usw. Aufgrund der enormen Größe des Kernels können wir nicht den gesamten Kernel-Code auf einmal analysieren, sodass wir uns eine angemessene Arbeitsteilung geben müssen. Wie uns das Algorithmusdesign sagt, müssen wir zur Lösung eines großen Problems zunächst die damit verbundenen Teilprobleme lösen.

Nachdem wir den zu analysierenden Codebereich lokalisiert haben, können wir alle verfügbaren Ressourcen nutzen, um die Gesamtstruktur und die allgemeinen Funktionen dieses Teils des Codes so umfassend wie möglich zu verstehen.

Alle hier genannten Ressourcen beziehen sich auf die großen Online-Suchmaschinen Baidu, Google, Lehrbücher und Fachbücher zu Betriebssystemprinzipien oder auf von anderen bereitgestellte Erfahrungen und Informationen oder sogar auf bereitgestellte Dokumentationen und Kommentare zum Linux-Quellcode und Namen von Quellcode-Bezeichnern (unterschätzen Sie nicht die Benennung von Bezeichnern im Code, manchmal können sie wichtige Informationen liefern). Kurz gesagt, alle Ressourcen beziehen sich hier auf alle verfügbaren Ressourcen, die Ihnen einfallen. Natürlich ist es für uns unmöglich, durch diese Form der Informationssammlung alle gewünschten Informationen zu erhalten. Wir möchten lediglich so umfassend wie möglich sein. Denn je umfassender die Informationen gesammelt werden, desto mehr Informationen können bei der anschließenden Analyse des Codes verwendet werden und desto weniger schwierig wird der Analyseprozess.

Hier ist ein einfaches Beispiel. Angenommen, wir möchten den vom Linux-Frequenzkonvertierungsmechanismus implementierten Code analysieren. Bisher kennen wir diesen Begriff nur aus der wörtlichen Bedeutung, sodass wir grob vermuten können, dass er mit der Frequenzanpassung der CPU zusammenhängt. Durch die Informationssammlung sollten wir in der Lage sein, die folgenden relevanten Informationen zu erhalten:

1. CPUFreq-Mechanismus.

2. Leistung, Energiesparen, Userspace, OnDemand, konservative Frequenzregulierungsstrategien.

3. /driver/cpufreq/.

4. /documention/cpufreq.

5. P-Zustand und C-Zustand.

Wenn Sie diese Informationen bei der Analyse des Linux-Kernel-Codes sammeln können, sollten Sie großes „Glück“ haben. Schließlich sind die Informationen über den Linux-Kernel zwar nicht so umfangreich wie über .NET und JQuery, aber im Vergleich zu vor mehr als zehn Jahren, als es keine leistungsstarken Suchmaschinen und keine relevanten Forschungsmaterialien gab, sollte er als „großartig“ bezeichnet werden „Ernte“-Ära! Durch eine einfache „Suche“ (es kann ein bis zwei Tage dauern) haben wir sogar das Quellcode-Dateiverzeichnis gefunden, in dem sich dieser Teil des Codes befindet. Ich muss sagen, dass diese Art von Informationen einfach „unbezahlbar“ sind!

3.2 Speicherort des Quellcodes

Bei der Datenerfassung hatten wir „Glück“, das Quellcodeverzeichnis zu finden, das sich auf den Quellcode bezieht. Dies bedeutet jedoch nicht, dass wir tatsächlich den Quellcode in diesem Verzeichnis analysieren. Manchmal sind die Verzeichnisse, die wir finden, möglicherweise verstreut, und manchmal enthalten die Verzeichnisse, die wir finden, viel Code, der sich auf bestimmte Maschinen bezieht, und wir kümmern uns mehr um den Hauptmechanismus des zu analysierenden Codes als um den speziellen Code, der sich auf die Maschine bezieht ( Dies wird uns helfen, die Natur des Kernels besser zu verstehen. Daher müssen wir die Informationen, die Codedateien in den Informationen enthalten, sorgfältig auswählen. Natürlich ist es unwahrscheinlich, dass dieser Schritt auf einmal abgeschlossen wird, und niemand kann garantieren, dass alle zu analysierenden Quellcodedateien gleichzeitig ausgewählt werden können, ohne dass eine fehlt. Aber wir müssen uns keine Sorgen machen, solange wir die Kernquelldateien der meisten Module erfassen können, können wir sie später natürlich alle durch eine detaillierte Analyse des Codes finden.

Zurück zum obigen Beispiel: Wir haben die Dokumentation unter /documention/cpufreq sorgfältig gelesen. Der aktuelle Linux-Quellcode speichert die Dokumentation zum Modul im Dokumentationsordner des Quellcodeverzeichnisses. Wenn das zu analysierende Modul nicht über Dokumentation verfügt, erhöht dies die Schwierigkeit, die wichtigsten Quellcodedateien zu finden wird nicht dazu führen, dass wir den Quellcode, den wir analysieren möchten, nicht finden können. Durch das Lesen der Dokumentation können wir zumindest auf die Quelldatei /driver/cpufreq/cpufreq.c achten. Durch diese Dokumentation der Quelldateien, kombiniert mit den zuvor gesammelten Frequenzmodulationsstrategien, können wir leicht auf die fünf Quelldateien cpufreq_performance.c, cpufreq_powersave.c, cpufreq_userspace.c, cpufreq_ondemand und cpufreq_conservative.c achten. Wurden alle beteiligten Dokumente gefunden? Machen Sie sich keine Sorgen, beginnen Sie mit der Analyse und früher oder später werden Sie andere Quelldateien finden. Wenn Sie SourceInsight verwenden, um den Kernel-Quellcode unter Windows zu lesen, können wir andere Dateien freq_table.c, cpufreq_stats.c und /include/linux/cpufreq durch Funktionen wie Funktionsaufrufe und die Suche nach Symbolreferenzen in Kombination mit Codeanalyse leicht finden. H.

Entsprechend der gesuchten Informationsflussrichtung können wir die zu analysierenden Quellcodedateien vollständig lokalisieren. Der Schritt des Auffindens des Quellcodes ist nicht sehr kritisch, da wir nicht alle Quellcodedateien finden müssen und einen Teil der Arbeit auf den Prozess der Codeanalyse verlagern können. Die Positionierung des Quellcodes ist ebenfalls von entscheidender Bedeutung. Das Auffinden eines Teils der Quellcodedateien ist die Grundlage für die Analyse des Quellcodes.

3.3 Einfache Kommentare

Einfache Kommentare

Analysieren Sie in den gefundenen Quellcodedateien die allgemeine Bedeutung und Funktion jeder Variablen, Makros, Funktionen, Strukturen und anderen Codeelemente. Der Grund, warum dies als einfacher Kommentar bezeichnet wird, bedeutet nicht, dass die Kommentararbeit in diesem Teil sehr einfach ist, sondern dass der Kommentar in diesem Teil nicht zu detailliert sein muss, solange er die Bedeutung des Kommentars grob beschreibt relevante Codeelemente. Im Gegenteil: Die Arbeit hier ist tatsächlich der schwierigste Schritt im gesamten Analyseprozess. Da dies das erste Mal ist, dass man tief in den Kernel-Code einsteigt, werden die große Anzahl unbekannter GNU-C-Syntax und die überwältigenden Makrodefinitionen insbesondere für diejenigen, die den Kernel-Quellcode zum ersten Mal analysieren, sehr enttäuschend sein. Solange Sie sich zu diesem Zeitpunkt beruhigen und alle wichtigen Schwierigkeiten verstehen, können Sie sicherstellen, dass Sie in Zukunft nicht in die Falle geraten, wenn Sie auf ähnliche Schwierigkeiten stoßen. Darüber hinaus wird unser sonstiges Wissen rund um den Kernel wie ein Baum weiter wachsen.

Zum Beispiel wird die Verwendung des Makros „DEFINE_PER_CPU“ am Anfang der Datei cpufreq.c angezeigt. Wir können die Bedeutung und Funktion dieses Makros grundsätzlich verstehen, indem wir die Informationen konsultieren. Die hier verwendete Methode ist im Wesentlichen dieselbe wie die zuvor zum Sammeln von Daten verwendete Methode. Darüber hinaus können wir auch die von sourceinsight bereitgestellte Funktion „Gehe zu Definition“ verwenden, um die Definition anzuzeigen, oder LKML (Linux Kernel Mail List) verwenden, um sie anzuzeigen. Kurz gesagt, mit allen möglichen Mitteln können wir immer die Bedeutung dieses Makros verstehen – definieren Sie eine unabhängig verwendete Variable für jede CPU.

Wir bestehen nicht darauf, die Kommentare auf einmal genau zu beschreiben (wir müssen nicht einmal den spezifischen Implementierungsprozess jeder Funktion herausfinden, sondern nur die allgemeine funktionale Bedeutung herausfinden), sondern kombinieren die gesammelten Informationen und Folgendes Code Durch die Analyse wird die Bedeutung von Kommentaren kontinuierlich verbessert (hier sind die Originalkommentare und die Identifikatorbenennung im Quellcode von großem Nutzen). Durch ständige Anmerkungen, ständige Bezugnahme auf Informationen und ständige Änderung der Bedeutung von Anmerkungen.

Nachdem wir einfach alle beteiligten Quellcodedateien mit Anmerkungen versehen haben, können wir folgende Ergebnisse erzielen:

1. Verstehen Sie grundsätzlich die Bedeutung der Codeelemente im Quellcode.

2． Grundsätzlich wurden alle wichtigen Quellcodedateien dieses Moduls gefunden.

In Kombination mit der Gesamt- oder Architekturbeschreibung des zu analysierenden Codes auf Basis der zuvor gesammelten Informationen und Daten können wir die Analyseergebnisse mit den Daten vergleichen, um unser Verständnis des Codes zu ermitteln und zu überarbeiten. Auf diese Weise können wir durch einen einfachen Kommentar die Hauptstruktur des Quellcodemoduls als Ganzes erfassen. Dadurch wird auch der grundlegende Zweck unserer einfachen Anmerkung erreicht.

3.4 Detaillierte Kommentare

Nach Abschluss der einfachen Kommentare des Codes kann davon ausgegangen werden, dass die Analyse des Moduls zur Hälfte abgeschlossen ist und der verbleibende Inhalt eine eingehende Analyse und ein gründliches Verständnis des Codes ist. Einfache Kommentare können die spezifische Bedeutung von Codeelementen nicht immer sehr genau beschreiben, daher sind detaillierte Kommentare unbedingt erforderlich. In diesem Schritt müssen wir Folgendes klären:

1. Wenn die Variablendefinition verwendet wird.

2. Wenn der durch das Makro definierte Code verwendet wird.

3. Die Bedeutung von Funktionsparametern und Rückgabewerten.

4. Der Ausführungsablauf und die Aufrufbeziehung der Funktion.

5. Die spezifische Bedeutung und Nutzungsbedingungen der Strukturfelder.

Wir können diesen Schritt sogar als detaillierte Funktionsanmerkung bezeichnen, da die Bedeutung von Codeelementen außerhalb der Funktion in einfachen Kommentaren grundsätzlich klar ist. Der Ausführungsablauf und der Algorithmus der Funktion selbst sind die Hauptaufgaben dieses Teils der Annotation und Analyse.

Zum Beispiel, wie der Implementierungsalgorithmus der cpufreq_ondemand-Richtlinie (in der Funktion dbs_check_cpu) implementiert wird. Wir müssen die von der Funktion verwendeten Variablen und die aufgerufenen Funktionen schrittweise analysieren, um die Besonderheiten des Algorithmus zu verstehen. Für die besten Ergebnisse benötigen wir das Ausführungsflussdiagramm und das Funktionsaufrufdiagramm dieser komplexen Funktionen, was die intuitivste Ausdrucksweise darstellt.

Durch die Kommentare in diesem Schritt können wir den gesamten Implementierungsmechanismus des zu analysierenden Codes grundsätzlich vollständig erfassen. Alle Analysearbeiten können als zu 80 % abgeschlossen betrachtet werden. Dieser Schritt ist besonders wichtig. Wir müssen versuchen, die Anmerkungsinformationen genau genug zu machen, um die Aufteilung der internen Module des zu analysierenden Codes besser zu verstehen. Obwohl der Linux-Kernel die Makrosyntax „module_init“ und „module_exit“ zum Deklarieren von Moduldateien verwendet, basiert die Aufteilung der Unterfunktionen innerhalb des Moduls auf einem vollständigen Verständnis der Funktionen des Moduls. Nur durch die korrekte Aufteilung des Moduls können wir herausfinden, welche externen Funktionen und Variablen das Modul bereitstellt (unter Verwendung der von EXPORT_SYMBOL_GPL oder EXPORT_SYMBOL exportierten Symbole). Erst dann können wir mit dem nächsten Schritt der Analyse der Identifikatorabhängigkeiten innerhalb des Moduls fortfahren.

3.5 Modulinterne Identifikatorabhängigkeiten

Durch die Aufteilung der Codemodule im vierten Schritt können wir die Module „einfach“ einzeln analysieren. Im Allgemeinen können wir mit den Moduleintritts- und -ausgangsfunktionen am Ende der Datei beginnen (die von „module_init“ und „module_exit“ deklarierten Funktionen befinden sich normalerweise am Ende der Datei), basierend auf den von ihnen aufgerufenen Funktionen (durch definierte Funktionen). Wir selbst oder andere Module) und die verwendeten Funktionen. Schlüsselvariablen (globale Variablen in dieser Datei oder externe Variablen anderer Module) zeichnen ein „Funktion-Variable-Funktion“-Abhängigkeitsdiagramm – wir nennen es ein Identifikator-Abhängigkeitsdiagramm.

Natürlich ist die Identifikator-Abhängigkeitsbeziehung innerhalb des Moduls keine einfache Baumstruktur, sondern in vielen Fällen eine komplexe Netzwerkbeziehung. Zu diesem Zeitpunkt spiegelt sich die Rolle unserer detaillierten Kommentare zum Code wider. Wir unterteilen das Modul basierend auf der Bedeutung der Funktion selbst in Unterfunktionen und extrahieren den Identifikator-Abhängigkeitsbaum jeder Unterfunktion.

Durch die Identifikator-Abhängigkeitsanalyse können Sie klar zeigen, welche Funktionen von den vom Modul definierten Funktionen aufgerufen werden, welche Variablen verwendet werden und welche Abhängigkeiten zwischen Modul-Unterfunktionen bestehen— — Welche Funktionen und Variablen werden gemeinsam genutzt usw.

3.6 Abhängigkeiten zwischen Modulen Die Abhängigkeitsbeziehung des CPUFreq-Codemoduls kann als folgende Beziehung ausgedrückt werden.

3.7 ModularchitekturdiagrammDurch das Abhängigkeitsdiagramm zwischen Modulen können der Status und die Funktion des Moduls im gesamten zu analysierenden Code klar ausgedrückt werden. Auf dieser Grundlage können wir die Module klassifizieren und die architektonische Beziehung des Codes klären.

Wie im Modulabhängigkeitsdiagramm von cpufreq gezeigt, können wir deutlich erkennen, dass alle Frequenzmodulationsstrategiemodule von den Kernmodulen cpufreq, cpufreq_stats und freq_table abhängen. Wenn wir die drei abhängigen Module in das Kernframework des Codes abstrahieren, basieren diese Frequenzmodulationsstrategiemodule auf diesem Framework und sind für die Interaktion mit der Benutzerschicht verantwortlich. Das Kernmodul cpufreq stellt Treiber und andere zugehörige Schnittstellen bereit, die für die Interaktion mit dem zugrunde liegenden System verantwortlich sind. Daher können wir das folgende Modularchitekturdiagramm erhalten.

Natürlich ist das Architekturdiagramm kein anorganisches Zusammenfügen von Modulen. Wir müssen auch die Bedeutung des Architekturdiagramms basierend auf den von uns konsultierten Informationen bereichern. Daher variieren die Details des Architekturdiagramms hier je nach Verständnis verschiedener Personen. Die Bedeutung des Hauptteils des Architekturdiagramms ist jedoch grundsätzlich dieselbe. Zu diesem Zeitpunkt haben wir die gesamte Analyse des zu analysierenden Kernelcodes abgeschlossen.

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