Linux内核目录结构

来自华清远见研发中心
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Linux内核源代码非常庞大,随着版本的发展不断增加。它使用目录树结构,并且使用Makefile组织配置编译。

初次接触Linux内核,最好仔细阅读顶层目录的readme文件,它是Linux内核的概述和编译命令说明。readme的说明更加针对X86等通用的平台,对于某些特殊的体系结构,可能有些特殊的地方。

内核源码很复杂,包含多级目录,形成一个庞大的树状结构,通常称为Linux源码目录树。本章节以linux5.4.31为例来介绍一下linux内核目录结构。

顶层目录的Makefile是整个内核配置编译的核心文件,负责组织目录树中子目录的编译管理,还可以设置体系结构和版本号等。


首先来看第一级目录

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目录 内容
arch 包含各体系结构特定的代码,如 arm、x86、ia64、mips等,在每个体系结构目录下通常都有:

(1) /boot:内核需要的 特定平台代码。
(2) /kernel:体系结构特有的代码。
(3) /lib:通用函数在特定体系结构的实现。
(4) /math-emu:模拟FPU的代码。
(5) /mm:特定体系结构的内存管理实现。
(6) /include:特定体系的头文件 。

block 存放块设备相关代码
crypto 存放加密、压缩、CRC校验等算法相关代码
Documentation 存放相关说明文档,很多实用文档,包括驱动编写等
drivers 存放 Linux 内核设备驱动程序源码。

驱动源码在 Linux 内核源码中站了很大比例,常见外设几乎都有可参考源码,对驱动开发而言,该目录非常重要。
该目录包含众多驱动,目录按照 设备类别 进行分类,如char、block、input、i2c、spi、pci、usb等。

firmware 存放处理器相关的一些特殊固件
fs 存放所有文件系统代码,如fat、ext2、ext3、ext4、ubifs、nfs、sysfs等。
include 存放内核所需、与平台无关的头文件,与平台相关的头文件已经被移动到arch平台的include目录,如 ARM 的头文件目录<arch/arm/include/asm/>
init 包含内核初始化代码
ipc 存放进程间通信代码
kernel 包含Linux内核管理代码
lib 库文件代码实现
mm 存放内存管理代码
net 存放网络相关代码
samples 存放提供的一些内核编程范例,如kfifo;

相关用户态编程范例,如hidraw。

scripts 存放一些脚本文件,如menuconfig脚本
security 存放系统安全性相关代码
sound 存放声音、声卡相关驱动
tools 编译过程中一些主机必要工具
usr cpio相关实现
virt 内核虚拟机KVM

Linux内核源码中接近一半的代码量是驱动,对某一个特定主板的系统而言,驱动也占据很大的比例,底层开发的很大一部分是驱动相关工作。掌握从众多驱动中找到正确的驱动源码文件,并根据产品的实际需求进行修改调整的方法,能有效促进产品开发的进度。

Linux内核源码树drivers目录很复杂,包含了各种外设的驱动。对嵌入式Linux开发而言,通常需要关注如下目录。

目录 说明
drivers/gpio 系统GPIO子系统 和 驱动目录,包括处理器内部GPIO以及外扩GPIO驱动。遵循GPIO子系统的驱动,可通过/sys/class/gpio进行访问
drivers/hwmon 硬件监测相关驱动,如温度传感器、风扇监测等
drivers/i2c I2C子系统驱动。各I2C控制器的驱动在i2c/busses目录下
drivers/input 输入子系统驱动目录
drivers/input/keyboard 非HID键盘驱动,如GPIO键盘、矩阵键盘等
drivers/input/touchscreen 触摸屏驱动,如处理器的触摸屏控制器驱动、外扩串行触摸屏控制器驱动、串口触摸屏控制器驱动等
drivers/leds LED子系统和驱动,如GPIO驱动的LED。遵循 LED子系统的驱动 ,可通过/sys/class/leds进行访问
drivers/mfd 多功能器件(Multi-Function Device)驱动。如果一个器件能做多种用途,通常需要借助MFD来完成。
drivers/misc 杂项(Miscellaneous)驱动。所驱动的设备可通过/sys系统访问
drivers/mmc SD(Secure Digital)/MMC(Mutimedia Card)卡驱动目录
drivers/mtd MTD(Memory Technology Device)子系统和驱动,包括NAND、oneNAND等。
drivers/mtd/nand NAND FALSH的MTD驱动目录,包括NAND的基础驱动和控制器接口驱动
drivers/net 网络设备驱动,包括MAC、PHY、CAN、USB 网卡、无线、PPP协议等
drivers/net/can CAN设备驱动。

Linux已经将CAN归类到网络中,采用socket_CAN接口

drivers/net/ethernet 所支持的MAC驱动。

常见厂家的MAC驱动都能找到,如broadcom、davicom、marvell、micrel、smsc等厂家的MAC,处理器自带MAC的驱动也在该目录下

drivers/net/phy PHY驱动,比如marvell、micrel和smsc的一些PHY驱动
drivers/rtc RTC子系统和RTC芯片驱动
drivers/spi SPI子系统和SPI控制器驱动,含GPIO 模拟SPI的驱动
drivers/tty TTY 驱动
drivers/tty/serial 串口驱动,包括8250串口以及各处理器内部串口驱动实现
drivers/uio 用户空间IO驱动
drivers/usb USB驱动,包括USB HOST、Gadget、USB转串口以及OTG等支持。
drivers/video Video驱动,包括Framebuffer驱动、显示控制器驱动和背光驱动等。
drivers/video/backlight 背光控制驱动
drivers/video/logo Linux内核启动LOGO图片目录
drivers/watchdog 看门狗驱动,包括软件看门狗和各种硬件看门狗驱动实现