1.linux0.11源码分析-fork进程
2.深入理解 slab cache 内存分配全链路实现
3.剖析Linux内核源码解读之《实现fork研究(二)》
4.linux文件操作内核源码解密
5.linux命令行命令执行过程是内核什么?
6.剖析Linux内核源码解读之《实现fork研究(一)》

linux0.11源码分析-fork进程

       在操作系统中，Linux0.源码中的源码源代fork函数执行流程分为启动和系统调用两个阶段。启动阶段首先在init/main.c中执行init用于启动shell，内核让用户执行命令。源码源代

       在include/unistd.h中定义了宏，内核表示将__NR_fork的源码源代hashmap源码怎么写值复制给eax寄存器，并将_res与eax绑定。内核使用int 0x中断后，源码源代系统调用函数system_call被调用，内核从sys_call_table中找到对应的源码源代函数执行。fork函数执行时，内核操作系统会在内核栈里保存相关寄存器，源码源代准备中断返回。内核

       接着，源码源代操作系统通过int调用system_call，内核在kernel/system_call.s中执行call _sys_call_table(,%eax,4)指令。内核栈中，因为是段内跳转，所以cs不需要入栈。ip指向call指令的下一句代码。执行call指令进入系统调用表。

       在includ/linux/sys.h中，系统调用表是一个数组，根据eax即系统函数编号找到对应的函数执行。对于fork，__NR_fork值2被放入eax寄存器，%eax * 4找到sys_fork。执行sys_fork后，调用find_empty_process函数找到可用的租群源码进程号，并放入eax寄存器返回。

       接着，系统调用执行copy_process函数建立新进程结构体并复制数据。新进程的ip出栈，执行完copy_process后，系统调用返回，内核栈状态改变。此阶段最后通过iret指令弹出寄存器，恢复中断前状态。

       总结，fork函数通过复制当前进程结构体、处理信号并初始化新进程，实现父进程与子进程的创建与共享。子进程返回值为0，父进程返回新子进程的pid。通过fork函数的执行，操作系统能够高效地创建进程，实现多任务处理。

深入理解 slab cache 内存分配全链路实现

       本文基于内核5.4版本探讨slab cache内存分配的全链路实现。在深入理解slab cache架构图之后，我们将从内核源码角度拆解实现细节。首先，slab cache如何进行内存分配？以内核从task_struct_cachep中申请task_struct对象为例，解析内存分配流程。

       内核使用fork()系统调用创建进程时，需要管理task_struct结构，为此设置专属slab cache（task_struct_cachep）。接下来，疫情采集源码我们将聚焦于如何在slab cache中分配内存。

       内核通过fork.c文件中的dup_task_struct函数为进程申请并初始化task_struct对象。同时，kmem_cache_alloc_node函数指示slab cache从指定的NUMA节点分配对象。

       slab cache的快速分配路径

       slab cache初始进入快速分配路径（fastpath），首先尝试从cpu本地缓存（kmem_cache_cpu->freelist）获取对象。在获取kmem_cache_cpu结构时，需确保它是当前执行进程的cpu缓存。在配置了CONFIG_PREEMPT的情况下，允许优先级更高的进程抢占当前cpu，导致进程调度到其他cpu执行。此时，用于快速分配的对象可能与当前cpu的缓存不一致，内核通过循环判断tid一致性以防止此情况。

       内核从cpu缓存slab中获取第一个空闲对象。若无空闲对象或NUMA节点不匹配，则进入慢速分配路径（slowpath）。

       slab cache的慢速分配路径

       在慢速路径（slowpath）中，内核关闭中断并重新获取cpu本地缓存，防止进程在中断关闭前被抢占。随后，检查本地cpu缓存的slab容量，确保有空闲对象。若本地缓存为空，跳转至new_slab分支，进入慢速路径。若非空，内核再次检查kmem_cache_cpu->freelist，鬼胡子源码以防止进程中断后其他进程释放对象到缓存中。若此时有空闲对象，则直接从kmem_cache_cpu->freelist分配。若无空闲对象，则检查slab本身的freelist。

       分配内存流程

       内核在redo分支确认本地cpu缓存无空闲对象后，开始分配内存。首先在本地cpu缓存查找，若无空闲对象，则转至NUMA节点缓存的partial列表。在partial列表中查找可分配的slab，将其提升为本地cpu缓存，并更新kmem_cache_cpu->freelist，分配内存对象。

       若所有列表均为空，内核将跨NUMA节点查找，并尝试申请新slab。在成功申请slab后，内核填充相关属性，初始化freelist链表，并根据配置选择顺序或随机方式初始化。

       slab freelist初始化

       slab freelist初始化有两种方式：顺序或随机。顺序初始化根据内存地址顺序串联空闲对象，而随机初始化则以随机顺序连接。顺序初始化有助于直观理解，而随机初始化则用于安全考虑，避免预测。

       内核按照kmem_cache->size指定尺寸划分物理内存页，咨询付费源码使用setup_object函数初始化内存区域并进行内存布局。在完成对象内存区域初始化后，slab freelist指针指向第一个初始化的空闲对象，重复此过程直至所有空闲对象串联，最后设置freelist的末尾为null。

       总结

       通过本文的探讨，我们深入了解了slab cache内存分配的完整流程，包括快速和慢速路径、slab对象初始化和内存页详细初始化。理解了这些关键点有助于深入掌握slab cache的内存管理机制。

剖析Linux内核源码解读之《实现fork研究(二)》

       本文深入剖析了Linux内核源码中fork实现的核心过程，重点在于copy_process函数的解析。在Linux系统中，应用层可以通过fork创建子进程或子线程，而内核并不区分两者，它们共享相同的task_struct结构，用于描述进程或线程的状态、资源等。task_struct包含了进程或线程所有关键数据结构，如内存描述符、文件描述符、信号处理等，是内核调度程序识别和管理进程的重要依据。

       copy_process作为fork实现的关键，其主要任务是初始化task_struct结构，分配新进程的PID，并将其加入到运行队列。这个过程中，内核栈的初始化导致了fork()调用的两次返回值不同，这与copy_thread函数中父进程复制内核栈至子进程并清零寄存器值有关。这样，子进程返回0，而父进程继续执行copy_thread后续操作，最后返回子进程的PID。

       对于线程的独有和共享资源，独有资源通常包括线程特定的数据结构和状态，而共享资源则涉及父进程与线程间的共享内存、文件描述符和信号处理等。这些资源的管理对于多线程程序的正确运行至关重要，需确保线程间资源的互斥访问和安全共享。

linux文件操作内核源码解密

       在Linux编程中，文件操作是基础且重要的部分。开发者们常会遇到忘记关闭文件、子进程对父进程文件操作、以及socket连接问题等疑问。其实，一切在Linux内核看来，都归结为文件操作。让我们一起探索内核如何处理这些文件操作，理解背后的结构和机制。

       首先，文件在内核中有三个关键结构体：struct files_struct（打开文件信息表）、struct fdtable（文件描述符表）和struct file（打开文件对象）。这三个结构体共同构成了应用程序与内核交互的桥梁。当进程打开文件时，内核会通过这三个结构体进行管理。

       当一个进程打开多个文件时，struct files_struct存储了所有打开的文件信息，而文件描述符fd通过它指向struct file。单进程使用dup或fork子进程时，文件对象会被共享，多个描述符指向同一对象，这时的读写状态是共享的，但关闭一个描述符不会影响其他。

       对于多线程环境，线程之间的文件操作更为微妙。线程通过CLONE_FILES标志共享父进程的文件信息，这可能导致线程间操作的同步问题。在关闭文件时，如果引用计数大于1，不会立即释放，直到所有引用消失。

       当我们调用open时，do_sys_open系统调用负责获取描述符、创建对象并连接两者。写文件时，内核会跟踪文件位置并调用write方法进行实际操作，驱动程序负责具体实现。关闭文件则有主动和被动两种情况，主动关闭可能因引用计数不为零而无法立即释放，而进程退出时会自动关闭所有打开的文件。

       理解Linux文件操作的内核机制，对于编写健壮的程序至关重要。编程不仅是代码的堆砌，更是对系统底层原理的掌握。希望这个深入解析能帮助你解答疑惑，后续的系列文章和视频也欢迎查阅，共同提升我们的技术素养。

       附件：

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       宏伟技术：理解双堆栈原理

       宏伟技术：Linux popen和system函数详解

linux命令行命令执行过程是什么?

       理解Linux命令行命令执行过程，首先需要了解Linux内核的基本结构与工作原理。

       Bash父进程通过fork操作创建一个子进程。这个操作将父进程的进程环境复制到子进程中，从而实现两个相对独立的执行环境。

       接着，子进程会替换掉自己的页目录，并装填自己的程序，这一过程涉及到Linux内核的内存管理机制。子进程在装填自己的程序后，执行相应的命令。

       在执行过程中，Linux内核通过系统调用、中断处理、页表管理等核心机制，确保命令的正确执行。同时，内核也提供了丰富的API接口，允许用户进程进行文件操作、进程管理等高级功能。

       要深入了解Linux命令行命令执行过程，建议深入学习Linux内核的源代码。通过对内核代码的阅读与分析，你可以更加细致地理解每一个执行步骤背后的原理与细节。

       在实际操作中，可以尝试使用man命令查阅相关函数与系统调用的文档，结合内核源代码，进一步深入探究Linux命令执行的细节。通过实践与理论结合，逐步掌握Linux命令行命令执行的过程。

       总之，Linux命令行命令执行过程是通过fork操作创建子进程，子进程替换页目录并执行命令。这一过程涉及内核的内存管理、系统调用等核心机制。深入学习Linux内核源代码，查阅相关文档，并通过实践，可以更深入地理解Linux命令执行的细节。

剖析Linux内核源码解读之《实现fork研究(一)》

       Linux内核源码解析：深入探讨fork函数的实现机制（一）

       首先，我们关注的焦点是fork函数，它是Linux系统创建新进程的核心手段。本文将深入剖析从用户空间应用程序调用glibc库，直至内核层面的具体过程。这里假设硬件平台为ARM，使用Linux内核3..3和glibc库2.版本。这些版本的库和内核代码可以从ftp.gnu.org获取。

       在glibc层面，针对不同CPU架构，进入内核的步骤有所不同。当glibc准备调用kernel时，它会将参数放入寄存器，通过软中断(SWI) 0x0指令进入保护模式，最终转至系统调用表。在arm平台上，系统调用表的结构如下：

       系统调用表中的CALL(sys_clone)宏被展开后，会将sys_clone函数的地址放入pc寄存器，这个函数实际由SYSCALL_DEFINEx定义。在do_fork函数中，关键步骤包括了对父进程和子进程的跟踪，以及对子进程进行初始化，包括内存分配和vfork处理等。

       总的来说，调用流程是这样的：应用程序通过软中断触发内核处理，通过系统调用表选择并执行sys_clone，然后调用do_fork函数进行具体的进程创建操作。do_fork后续会涉及到copy_process函数，这个函数是理解fork核心逻辑的重要入口，包含了丰富的内核知识。在后续的内容中，我将深入剖析copy_process函数的工作原理。