1.剖析Linux内核源码解读之《实现fork研究(一)》
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内核版本号和源码目录结构
4.如何从官网获取各个版本Linux内核的内核x内源码
5.linux内核源码目录在哪linux内核源码
6.鸿蒙内核源码分析(工作模式篇) | CPU的七种工作模式

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，我们关注的源码焦点是fork函数，它是核源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，内核x内直至内核层面的源码具体过程。这里假设硬件平台为ARM，核源繁星屠龙程序源码使用Linux内核3..3和glibc库2.版本。内核x内这些版本的源码库和内核代码可以从ftp.gnu.org获取。

       在glibc层面，核源针对不同CPU架构，内核x内进入内核的源码步骤有所不同。当glibc准备调用kernel时，核源它会将参数放入寄存器，内核x内通过软中断(SWI) 0x0指令进入保护模式，源码最终转至系统调用表。核源在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。

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、情怀源码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，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。tinyml源码

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，版本号的精心设计彰显其功能定位。Linux采用xxx.yyy.zzz的格式，其中yy代表驱动和bug修复，zz则是修订次数的递增。主版本号（xx）与次版本号（yy）共同描绘了核心功能的大致轮廓，而修订版（zz）则确保了系统的稳定性与可靠性。

       Linux源码的结构犹如一座精密的城堡，由多个功能强大的模块构成。首先，arch目录下包含针对不同体系结构的代码，比如RISC-V和x的虚拟地址翻译，是内核与硬件之间的重要桥梁。接着，block与drivers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，fs和net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，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，sketch源码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scripts和samples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、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]

如何从官网获取各个版本Linux内核的源码

       访问网址 目录里是核心的网络部分代码，其每个子目录对应于网络的一个方面。

       .lib目录包含了核心的库代码，不过与处理器结构相关的库代码被放在arch/*/lib/目录下。

       .scripts目录包含用于配置核心的脚本文件。

       .documentation目录下是一些文档，是对每个目录作用的具体说明。

       一般在每个目录下都有一个.depend文件和一个Makefile文件。这两个文件都是编译时使用的辅助文件。仔细阅读这两个文件对弄清各个文件之间的联系和依托关系很有帮助。另外有的目录下还有Readme文件，它是对该目录下文件的一些说明，同样有利于对内核源码的理解。

       在阅读方法或顺序上，有纵向与横向之分。投掷源码所谓纵向就是顺着程序的执行顺序逐步进行；所谓横向，就是按模块进行。它们经常结合在一起进行。对于Linux启动的代码可顺着Linux的启动顺序一步步来阅读；对于像内存管理部分，可以单独拿出来进行阅读分析。实际上这是一个反复的过程，不可能读一遍就理解。

鸿蒙内核源码分析(工作模式篇) | CPU的七种工作模式

       鸿蒙内核源码深入解析工作模式：CPU的七重身份

       CPU的工作模式，如同后台管理系统中的权限管理，是其运行的关键要素，它决定着处理器的行为，包括特权级别管理和异常处理等。本文将逐步揭示鸿蒙内核中这些模式的奥秘，从底层汇编代码入手，探索CPU在七种模式中的转换和工作流程。

       首先，让我们通过一张图理解在ARM体系中，CPU像韦小宝一样，频繁在七种工作模式间切换，其中用户模式是唯一的非特权模式，其余六种则拥有独立的入口和栈空间，每个特权模式都有自己的独立栈，如异常模式下的栈空间则是由操作系统来管理的。

       为了保证模式间的流畅切换，CPU需要解决三个基本问题：异常模式的栈空间申请、入口地址的设置以及异常模式间的切换机制。例如，鸿蒙内核会为异常模式申请栈空间，并定义每个异常的入口地址，比如系统调用通过软中断（swi）处理，其优先级在异常中较低。

       在异常模式切换时，CPSR和SPSR寄存器起到了关键作用。CPSR负责记录当前程序的状态，而SPSR则保存了CPSR在异常发生时的状态，确保异常处理后能正确返回到先前的工作状态。理解这些寄存器的工作原理，有助于深入理解鸿蒙内核的异常处理机制。

       接下来的文章会更详细地解读这些汇编代码，让你逐步揭开鸿蒙内核的神秘面纱，从开机代码的异常优先级到异常模式的切换过程，逐一剖析。让我们一起探索CPU在这些模式下的工作奥秘吧。

年度Linux6.9内核最新源码解读-网络篇-server端-第一步创建--socket

       深入解析年Linux 6.9内核的网络篇，从服务端的第一步：创建socket开始。理解用户空间与内核空间的交互至关重要。当我们在用户程序中调用socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)，实际上是触发了从用户空间到内核空间的系统调用sys_socket()，这是创建网络连接的关键步骤。

       首先，让我们关注sys_socket函数。这个函数在net/socket.c文件的位置，无论内核版本如何，都会调用__sys_socket_create函数来实际创建套接字，它接受地址族、类型、协议和结果指针。创建失败时，会返回错误指针。

       在socket创建过程中，参数解析至关重要：

       网络命名空间（net）：隔离网络环境，每个空间有自己的配置，如IP地址和路由。

       协议族（family）：如IPv4（AF_INET）或IPv6（AF_INET6）。

       套接字类型（type）：如流式（SOCK_STREAM）或数据报（SOCK_DGRAM）。

       协议（protocol）：如TCP（IPPROTO_TCP）或UDP（IPPROTO_UDP），默认值自动选择。

       结果指针（res）：指向新创建的socket结构体。

       内核标志（kern）：区分用户空间和内核空间的socket。

       __sock_create函数处理创建逻辑，调用sock_map_fd映射文件描述符，支持O_CLOEXEC和O_NONBLOCK选项。每个网络协议族有其特有的create函数，如inet_create处理IPv4 TCP创建。

       在内核中，安全模块如LSM会通过security_socket_create进行安全检查。sock_alloc负责内存分配和socket结构初始化，协议族注册和动态加载在必要时进行。RCU机制保护数据一致性，确保在多线程环境中操作的正确性。

       理解socket_wq结构体对于异步IO至关重要，它协助socket管理等待队列和通知。例如，在TCP协议族的inet_create函数中，会根据用户请求找到匹配的协议，并设置相关的操作集和数据结构。

       通过源码，我们可以看到socket和sock结构体的关系，前者是用户空间操作的抽象，后者是内核处理网络连接的实体。理解这些细节有助于我们更好地编写C++网络程序。

       此外，原始套接字（如TCP、UDP和CMP）的应用示例，以及对不同协议的深入理解，如常用的IP协议、专用协议和实验性协议，是进一步学习和实践的重要部分。

linux内核源码：内存管理——内存分配和释放关键函数分析&ZGC垃圾回收

       本文深入剖析了Linux内核源码中的内存管理机制，重点关注内存分配与释放的关键函数，通过分析4.9版本的源码，详细介绍了slab算法及其核心代码实现。在内存管理中，slab算法通过kmem_cache结构体进行管理，利用数组的形式统一处理所有的kmem_cache实例，通过size_index数组实现对象大小与kmem_cache结构体之间的映射，从而实现高效内存分配。其中，关键的计算方法是通过查找输入参数的最高有效位序号，这与常规的0起始序号不同，从1开始计数。

       在找到合适的kmem_cache实例后，下一步是通过数组缓存（array_cache）获取或填充slab对象。若缓存中有可用对象，则直接从缓存分配；若缓存已空，会调用cache_alloc_refill函数从三个slabs（free/partial/full）中查找并填充可用对象至缓存。在对象分配过程中，array_cache结构体发挥了关键作用，它不仅简化了内存管理，还优化了内存使用效率。

       对象释放流程与分配流程类似，涉及数组缓存的管理和slab对象的回收。在cache_alloc_refill函数中，关键操作是检查slab_partial和slab_free队列，寻找空闲的对象以供释放。整个过程确保了内存资源的高效利用，避免了资源浪费。

       总结内存操作函数概览，栈与堆的区别是显而易见的。栈主要存储函数调用参数、局部变量等，而堆用于存放new出来的对象实例、全局变量、静态变量等。由于堆的动态分配特性，它无法像栈一样精准预测内存使用情况，导致内存碎片问题。为了应对这一挑战，Linux内核引入了buddy和slab等内存管理算法，以提高内存分配效率和减少碎片。

       然而，即便使用了高效的内存管理算法，内存碎片问题仍难以彻底解决。在C/C++中，没有像Java那样的自动垃圾回收机制，导致程序员需要手动管理内存分配与释放。如果忘记释放内存，将导致资源泄漏，影响系统性能。为此，业界开发了如ZGC和Shenandoah等垃圾回收算法，以提高内存管理效率和减少内存碎片。

       ZGC算法通过分页策略对内存进行管理，并利用“初始标记”阶段识别GC根节点（如线程栈变量、静态变量等），并查找这些节点引用的直接对象。此阶段采用“stop the world”（STW）策略暂停所有线程，确保标记过程的准确性。接着，通过“并发标记”阶段识别间接引用的对象，并利用多个GC线程与业务线程协作提高效率。在这一过程中，ZGC采用“三色标记”法和“remember set”机制来避免误回收正常引用的对象，确保内存管理的精准性。

       接下来，ZGC通过“复制算法”实现内存回收，将正常引用的对象复制到新页面，将旧页面的数据擦除，从而实现内存的高效管理。此外，通过“初始转移”和“并发转移”阶段进一步优化内存管理过程。最后，在“对象重定位”阶段，完成引用关系的更新，确保内存管理过程的完整性和一致性。

       通过实测，ZGC算法在各个阶段展现出高效的内存管理能力，尤其是标记阶段的效率，使得系统能够在保证性能的同时，有效地管理内存资源。总之，内存管理是系统性能的关键因素，Linux内核通过先进的算法和策略，实现了高效、灵活的内存管理，为现代操作系统提供稳定、可靠的服务。

如何有效的阅读linux内核源码?

       在面对庞大而复杂的 Linux 内核源码时，许多人会感到困惑，不知道如何开始深入阅读和理解。本文旨在提供一套高效阅读 Linux 内核源码的方法，帮助读者以实际问题为导向，逐步构建对内核的理解。

       首先，明确阅读目的。阅读内核源码的目的是为了更好地解决实际工作中的问题，而不是为了追求对内核本身的全面理解。例如，当你在工作中遇到了网络性能问题，可能需要理解网络包从网卡到应用程序的过程，此时阅读相关源码并深入研究网络模块的工作机制，将帮助你找出问题所在。

       以实际问题为核心，你应当从实际工作中遇到的问题出发，收集相关资料，包括阅读书籍、搜索网络文章，甚至动手编写测试代码来验证理解的正确性。通过这种方式，你可以将理论知识与实际应用相结合，逐步掌握内核的运作机制。

       对于阅读源码的方法，可以将其分为“地毯式轰炸”和“精确制导”两种。不推荐的方式是“地毯式轰炸”，即无目的地阅读所有源码，这种做法耗时长且与实际工作关联度低。推荐的方式是“精确制导”，即针对特定问题进行有目的的阅读，专注于与问题相关的关键代码段，通过逐步深入理解，将点状知识连成面，形成全面而深刻的理解。

       在阅读过程中，使用合适的工具可以极大地提高效率。例如，Linux 源码下载、优秀的电子书资源、在线源码搜索引擎、集成开发环境（IDE）如 Visual Studio Code，以及快捷键等功能，都能帮助你更高效地定位、理解和使用源码。通过将实际问题作为学习的中心，结合这些工具，你将能够更有效地阅读和理解 Linux 内核源码。

       最后，强调学以致用的重要性。阅读源码的目的在于解决实际问题，而非追求理论知识的全面掌握。通过实际应用和分享知识，你将能够更深刻地理解内核的工作原理，并将其应用到实际工作中。关注实际问题，明确目标，结合实用工具和方法，你将能够在阅读 Linux 内核源码的旅程中取得显著进步。