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时间:2024-12-24 21:49:29 来源:laoy手机版源码

1.Linux内核源码分析:Linux内核版本号和源码目录结构
2.Linux内核源码解析---cgroup实现之整体架构与初始化
3.Linux内核源码分析:Linux进程描述符task_ struct结构体详解
4.我需要 操作系统原理及Linux内核分析,码分求分享教材的码分网盘资源呗~
5.一文深入了解Linux内核源码pdflush机制
6.LINUX内核源代码情景分析(上册)目录

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Linux内核源码分析:Linux内核版本号和源码目录结构

       深入探索Linux内核世界:版本号与源码结构剖析

       Linux内核以其卓越的稳定性和灵活性著称,版本号的码分精心设计彰显其功能定位。Linux采用xxx.yyy.zzz的码分格式,其中yy代表驱动和bug修复,码分zz则是码分指标源码颜色怎样调整修订次数的递增。主版本号(xx)与次版本号(yy)共同描绘了核心功能的码分大致轮廓,而修订版(zz)则确保了系统的码分稳定性与可靠性。

       Linux源码的码分结构犹如一座精密的城堡,由多个功能强大的码分模块构成。首先,码分arch目录下包含针对不同体系结构的码分代码,比如RISC-V和x的码分虚拟地址翻译,是码分内核与硬件之间的重要桥梁。接着,码分blockdrivers的区别在于,前者封装了通用的块设备操作,如读写,而后者则根据特定硬件设备分布在各自的子目录中,如GPIO设备在drivers/gpio。

       为了保证组件来源的可信度和系统安全,certs目录存放认证和签名相关的代码,预先装载了必要的证书。从Linux 2.2版本开始,内核引入动态加载模块机制,fsnet目录下的代码分别支持虚拟文件系统和网络协议,这大大提升了灵活性,但同时也对组件验证提出了更高要求,以防止恶意代码的入侵。

       内核的安全性得到了进一步加强,crypto目录包含了各种加密算法,如AES和DES,安卓 视频 源码它们为硬件驱动提供了性能优化。同时,内核还采用了压缩算法,如LZO和LZ4,以减小映像大小,提升启动速度和内存利用效率。

       文档是理解内核运作的关键,《strong>Documentation目录详尽地记录了模块的功能和规范。此外,include存储内核头文件,init负责初始化过程,IPC负责进程间通信,kernel核心代码涵盖了进程和中断管理,lib提供了通用库函数,而mm则专注于内存管理。网络功能则在net目录下,支持IPv4和TCP/IPv6等协议。

       内核的实用工具和示例代码在scriptssamples目录下,而security则关注安全机制,sound负责音频驱动,tools则存放开发和调试工具,如perf和kconfig。用户内核源码在usr目录,虚拟化支持在virt,而LICENSE目录保证了源码的开放和透明。

       最后,Makefile是编译内核的关键,README文件则包含了版本信息、硬件支持、安装配置指南,以及已知问题、精选合成指标源码限制和BUG修复等重要细节。这份详尽的指南是新用户快速入门Linux内核的绝佳起点。

       通过深入研究这些目录,开发者和爱好者可以更全面地理解Linux内核的运作机制,从而更好地开发、维护和优化这个强大的操作系统。[原文链接已移除,以保护版权]

Linux内核源码解析---cgroup实现之整体架构与初始化

       cgroup在年由Google工程师开发,于年被融入Linux 2.6.内核。它旨在管理不同进程组,监控一组进程的行为和资源分配,是Docker和Kubernetes的基石,同时也被高版本内核中的LXC技术所使用。本文基于最早融入内核中的代码进行深入分析。

       理解cgroup的核心,首先需要掌握其内部的常用术语,如子系统、层级、cgroupfs_root、cgroup、css_set、cgroup_subsys_state、cg_cgroup_link等。子系统负责控制不同进程的行为,例如CPU子系统可以控制一组进程在CPU上执行的时间占比。层级在内核中表示为cgroupfs_root,一个层级控制一批进程,层级内部绑定一个或多个子系统,每个进程只能在一个层级中存在,但一个进程可以被多个层级管理。cgroup以树形结构组织,最好的源码社区每一棵树对应一个层级,层级内部可以关联一个或多个子系统。

       每个层级内部包含的节点代表一个cgroup,进程结构体内部包含一个css_set,用于找到控制该进程的所有cgroup,多个进程可以共用一个css_set。cgroup_subsys_state用于保存一系列子系统,数组中的每一个元素都是cgroup_subsys_state。cg_cgroup_link收集不同层级的cgroup和css_set,通过该结构可以找到与之关联的进程。

       了解了这些概念后,可以进一步探索cgroup内部用于结构转换的函数,如task_subsys_state、find_existing_css_set等,这些函数帮助理解cgroup的内部运作。此外,cgroup_init_early和cgroup_init函数是初始化cgroup的关键步骤,它们负责初始化rootnode和子系统的数组,为cgroup的使用做准备。

       最后,需要明确Linux内一切皆文件,cgroup基于VFS实现。内核启动时进行初始化,以确保系统能够正确管理进程资源。cgroup的初始化过程分为早期初始化和常规初始化,其中早期初始化用于准备cpuset和CPU子系统,确保它们在系统运行时能够正常工作。通过这些步骤,我们可以深入理解cgroup如何在Linux内核中实现资源管理和进程控制。

Linux内核源码分析:Linux进程描述符task_ struct结构体详解

       Linux内核通过一个task_struct结构体来管理进程,这个结构体包含了一个进程所需的c 源码淘宝api所有信息。它定义在include/linux/sched.h文件中,包含许多字段,其中state字段表示进程的当前状态。常见的状态包括运行、阻塞、等待信号、终止等。进程状态的切换和原因可通过内核函数进行操作。PID是系统用来唯一标识正在运行的每个进程的数字标识,tgid成员表示线程组中所有线程共享的PID。进程内核栈用于保存进程在内核态执行时的临时数据和上下文信息,通常为几千字节。内核将thread_info结构与内核态线程堆栈结合在一起,占据连续的两个页框,以便于访问线程描述符和栈。获取当前运行进程的thread_info可通过esp栈指针实现。thread_info结构包含task字段,指向进程控制块(task_struct)。task_struct结构体的flags字段用于记录进程标记或状态信息,如创建、超级用户、核心转储、信号处理、退出等。而real_parent和parent成员表示进程的亲属关系,用于查找和处理进程树中的亲属关系。

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       《Linux 操作系统原理与应用(第2版)》是Linux内核及动手实践的入门教程。在庞大的Linux内核中,选取最基本的内容——进程管理、中断、内存管理、系统调用、内核同步、文件系统、I/O设备管理等进行阐述。从原理出发,基于Linux内核源代码但又不局限于代码,分析原理如何落实到代码,并通过简单有效的实例说明如何调用Linux内核提供的函数进行内核级程序的开发。主要章节给出了具有实用价值的小型应用,从而让读者在实践中加深对原理的理解和应用能力。

一文深入了解Linux内核源码pdflush机制

       在进程安全监控中,遇到进程长时间处于不可中断的睡眠状态(D状态,超过8分钟),可能导致系统崩溃。这种情况下,涉及到Linux内核的pdflush机制,即如何将内存缓存中的数据刷回磁盘。pdflush线程的数量可通过/proc/sys/vm/nr_pdflush_threads调整,范围为2到8个。

       当内存不足或需要强制刷新时,脏页的刷新会通过wakeup_pdflush函数触发,该函数调用background_writeout函数进行处理。background_writeout会监控脏页数量,当超过脏数据临界值(脏背景比率,通过dirty_background_ratio调整)时,会分批刷磁盘,直到比率下降。

       内核定时器也参与脏页刷新,启动wb_timer定时器,周期性地检查脏页并刷新。系统会在脏页存在超过dirty_expire_centisecs(可以通过/proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs设置)后启动刷新。用户态的WRITE写文件操作也会触发脏页刷新,以平衡脏页比率,避免阻塞写操作。

       总结系统回写脏页的三种情况:定时器触发、内存不足时分批写、写操作触发pdflush。关键参数包括dirty_background_ratio、dirty_expire_centisecs、dirty_ratio和dirty_writeback_centisecs,它们分别控制脏数据比例、回写时间、用户自定义回写和pdflush唤醒频率。

       在大数据项目中,写入量大时,应避免依赖系统缓存自动刷回,尤其是当缓存不足以满足写入速度时,可能导致写操作阻塞。在逻辑设计时,应谨慎使用系统缓存,对于对性能要求高的场景,建议自定义缓存,同时在应用层配合使用系统缓存以优化高楼贴等特定请求的性能。预读策略是提升顺序读性能的重要手段,Linux根据文件顺序性和流水线预读进行优化,预读大小通过快速扩张过程动态调整。

       最后,注意pread和pwrite在多线程io操作中的优势,以及文件描述符管理对性能的影响。在使用pread/pwrite时,即使每个线程有自己的文件描述符,它们最终仍作用于同一inode,不会额外提升IO性能。

LINUX内核源代码情景分析(上册)目录

       LINUX内核源代码情景分析(上册)详细介绍了多个核心概念和功能,以下是各章节的概要:

       第1章,预备知识,首先介绍了Linux内核的基本概念,包括Linux内核的简介,Intel X CPU系列的寻址方式,以及在内核源代码中C语言和汇编语言的使用。这部分为后续深入学习打下基础。

       第2章,存储管理,详细探讨了Linux内存管理的核心框架,包括地址映射的全过程、重要数据结构和函数,以及防止越界访问的机制。此外,还涉及用户堆栈的扩展、物理页面的使用与管理、页面换出和换入,以及内核缓冲区和外部设备存储的地址映射。

       第3章,聚焦中断、异常和系统调用,解析了X CPU中断的硬件支持,中断向量表IDT的初始化,以及中断请求和服务流程。页面异常处理、时钟中断和系统调用的实现也在此章节有所涉及。

       在第4章,进程与进程调度,详细讲解了进程的四要素,创建、执行与消亡的过程,以及系统调用如fork、vfork、clone、execve、exit和wait4的使用。此外,还讨论了进程调度与切换、强制性调度和互斥操作。

       第5章,文件系统部分,涵盖了文件系统概述、路径名到目标节点的转换,访问权限管理,文件系统的安装与卸载,以及文件的打开、读写操作。特殊文件系统/proc也进行了深入解析。

       第6章,传统Unix进程间通信,从管道、命名管道、信号、ptrace和报文传递等机制展开,展示了进程间通信的多种手段。

剖析Linux内核源码解读之《配置与编译》

       Linux内核的配置与编译过程详解如下:

       配置阶段

       首先,从kernel.org获取内核源代码,如在Ubuntu中,可通过`sudo apt-get source linux-$(uname -r)`获取到,源码存放在`/usr/src/`。配置时,主要依据`arch//configs/`目录下的默认配置文件,使用`cp`命令覆盖`/boot/config`文件。配置命令有多种,如通过`.config`文件进行手动修改,但推荐在编译前进行系统配置。配置时注意保存配置,例如使用`/proc/config.gz`,以备后续需要。

       编译阶段

       内核编译涉及多种镜像类型,如针对ARM的交叉编译,常用命令是特定的。编译过程中,可能会遇到错误,需要针对具体问题进行解决。编译完成后,将模块和firmware(体系无关)分别存入指定文件夹,记得为某些硬件添加对应的firmware文件到`lib/firmware`目录。

       其他内容

       理解vmlinux、vmlinuz(zImage, bzImage, uImage)之间的关系至关重要。vmlinuz是压缩后的内核镜像,zImage和bzImage是vmlinuz的压缩版本,其中zImage在内存低端解压,而bzImage在高端解压。uImage是uBoot专用的,是在zImage基础上加上特定头信息的版本。

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