1.剖析Linux内核源码解读之《配置与编译》
2.2024年度Linux6.9内核最新源码解读-网络篇-server端-第一步创建--socket
3.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
4.简单概括Linux内核源码高速缓存原理（图例解析）
5.Linux内核源码解析---cgroup实现之整体架构与初始化
6.剖析Linux内核源码解读之《实现fork研究(一)》
剖析Linux内核源码解读之《配置与编译》
Linux内核的码详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，码详如在Ubuntu中，码详可通过`sudo apt-get source linux-$(uname -r)`获取到，码详源码存放在`/usr/src/`。码详配置时，码详wifidog 认证源码下载主要依据`arch//configs/`目录下的码详默认配置文件，使用`cp`命令覆盖`/boot/config`文件。码详配置命令有多种，码详如通过`.config`文件进行手动修改，码详但推荐在编译前进行系统配置。码详配置时注意保存配置，码详例如使用`/proc/config.gz`，码详以备后续需要。码详编译阶段
内核编译涉及多种镜像类型，码详如针对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。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）。适合门户的源码
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，黑人写字php源码会调用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，redis1源码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。
简单概括Linux内核源码高速缓存原理（图例解析）
高速缓存(cache)概念和原理涉及在处理器附近增加一个小容量快速存储器(cache)，基于SRAM，由硬件自动管理。其基本思想为将频繁访问的数据块存储在cache中，CPU首先在cache中查找想访问的数据，而不是直接访问主存，以期数据存放在cache中。
Cache的基本概念包括块（block），CPU从内存中读取数据到Cache的时候是以块（CPU Line）为单位进行的，这一块块的数据被称为CPU Line，是CPU从内存读取数据到Cache的单位。
在访问某个不在cache中的block b时，从内存中取出block b并将block b放置在cache中。放置策略决定block b将被放置在哪里，而替换策略则决定哪个block将被替换。
Cache层次结构中，Intel Core i7提供一个例子。cache包含dCache（数据缓存）和iCache（指令缓存），解决关键问题包括判断数据在cache中的位置，数据查找(Data Identification)，地址映射(Address Mapping)，替换策略(Placement Policy)，以及保证cache与memory一致性的问题，即写入策略(Write Policy)。
主存与Cache的地址映射通过某种方法或规则将主存块定位到cache。映射方法包括直接(mapped)、全相联(fully-associated)、一对多映射等。直接映射优点是地址变换速度快，一对一映射，servlet的源码分析替换算法简单，但缺点是容易冲突，cache利用率低，命中率低。全相联映射的优点是提高命中率，缺点是硬件开销增加，相应替换算法复杂。组相联映射是一种特例，优点是提高cache利用率，缺点是替换算法复杂。
cache的容量决定了映射方式的选取。小容量cache采用组相联或全相联映射，大容量cache采用直接映射方式，查找速度快，但命中率相对较低。cache的访问速度取决于映射方式，要求高的场合采用直接映射，要求低的场合采用组相联或全相联映射。
Cache伪共享问题发生在多核心CPU中，两个不同线程同时访问和修改同一cache line中的不同变量时，会导致cache失效。解决伪共享的方法是避免数据正好位于同一cache line，或者使用特定宏定义如__cacheline_aligned_in_smp。Java并发框架Disruptor通过字节填充+继承的方式，避免伪共享，RingBuffer类中的RingBufferPad类和RingBufferFields类设计确保了cache line的连续性和稳定性，从而避免了伪共享问题。
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，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。
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。
Linux内核源码解析---mount挂载原理
Linux磁盘挂载命令"mount -t xxx /dev/sdb1 abc/def/"的底层实现原理非常值得深入了解。从内核初始化的vfsmount开始说起。
内核初始化过程中，主要关注"main.c"中的vfs_caches_init函数，这个方法与mount紧密相连。接着，跟进"mnt_init"和"namespace.c"，关键在于最后的三个函数，它们控制了挂载过程的实现。
在"mount.c"中，sysfs_fs_type结构中包含了获取超级块的函数指针，而"init_rootfs"则注册了rootfs类型的文件系统。挂载系统调用sys_mount中的dev_name, dir_name和type参数，分别对应设备名称、挂载目录和文件系统类型。
"do_mount"方法通过path_lookup收集挂载目录信息，创建nameidata结构，然后调用do_add_mount进行实际挂载。这个过程涉及do_kern_mount和graft_tree，尽管具体实现较为复杂，但核心在于创建vfsmount并将其与namespace关联。
在"graft_tree"中的判断逻辑中，vfsmount被创建并与其父mount和挂载目录的dentry建立关系。在"attach_mnt"方法中，新vfsmount与现有结构关联，设置挂载点和父vfsmount，最终形成挂载的概念，即为设备分配vfsmount，并将其与指定目录和vfsmount结合，成为vfs系统的一部分。
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。
Linux下源码安装的经验详解
在linux下安装软件，难免会碰到需要源码安装的，而就是这简简单单的./configure、make、sudo make install三步，却让不少人头疼不已，这里以安装X为例具体介绍下我在安装时的一点小经验，以便共同学习，共同进步！
首先，我们要做些准备工作，源码安装少不了这几个工具pkg-config、libtool、autoconf和automake(当然，还有更基础的，像zlib、m4等，这里就略过啦)，其中，pkg-config是相对比较重要的，它就是向configure程序提供系统信息的程序，如软件的版本、库的版本以及库的路径等信息，这些只是在编译期间使用。你可以打开/usr/lib/pkgconfig下任意一个.pc文件，就会发现类似下面的信息(X的pc文件)：
prefix=/usr
exec_prefix=${ prefix}
libdir=${ exec_prefix}/lib
includedir=${ prefix}/include
xthreadlib=-lpthread
Name: X
Description: X Library
Version: 1.3.3
Requires: xproto kbproto
Requires.private: xcb = 1.1.
Cflags: -I${ includedir}
Libs: -L${ libdir} -lX
Libs.private: -lpthread
configure就是靠着这些信息来判断软件版本是否符合要求的。接着来看看pkg-config是怎样工作的，缺省情况下，pkg-config首先在usr/lib/pkgconfig/中查找相关包(譬如x)对应的相应的文件(x.pc)，若没有找到，它也会到PKG_CONFIG_PATH这个环境变量所指定的路径下去找，若是还没有找到，它就会报错。所以这里就可以得到一些解决configure时提示**库未找到的办法了，先用命令ldconfig -p | grep 库名来分析该库是否安装及其路径，若返回空，则说明该库确实未安装，否则，可以根据该命令的返回结果找到库的安装地点，然后设置其环境变量，命令如下：
export PKG_CONFIG_PATH=软件位置/lib/pkgconfig:$PKG_CONFIG_PATH，这里有个常识，软件安装后，.pc文件都是在安装目录下的lib/pkgconf中的。这样只会在当前命令窗口有效，当然，你也可以修改home文件夹下的.bashrc文件(带.的文件为隐藏文件，可以用命令vi .bashrc编辑)，在文件末尾加上上面那句命令，重新登录即可。其他的几个在linux下也是不可或缺的，libtool为管理library时使用，没装的话错误提示如下：possibly undefined macro:AC_PROG_LIBTOOL。而autoconf和automake可以用于在某些没有configure的文件的源码包安装时使用(pixman就是个典型的例子，安装了二者后直接./autogen.sh就可以安装了)。
准备工作做好后，就可以安装了，具体全部命令如下：
tar vxf libX-6.2.1.tar.gz
cd libX-6.2.1
mkdir X-build
cd X-build
../configure prefix=/usr/local/XR6
make
echo $
sudo make install
这里有一些好的安装习惯可以积累一下：1、建立一个临时编译目录，本例中为X-build，这样可以再安装完成后删除该目录，进而可以节省空间，而且保持了源码目录的整洁；2、安装到指定目录，本例中为/usr/local/XR6，最好把几个相关的安装在同一文件夹下，如这里的XR6文件夹，这样便于管理，否则全部默认安装在/usr/local下，很杂乱；3、编译完成后做检查，本例为echo $，表示检查上一条命令的退出状态，程序正常退出返回0，错误退出返回非0，也可以使用make check，主要为了防止make失败后直接install，进而出现了一些莫名其妙的错误。这里还介绍一种更方便快捷的安装方法，用将安装命令连接起来，如../configure prefix=**makesudo make install，这样，只有在前面的命令执行正确的情况下，后面的任务才会执行，多方便！
除此之外，安装之前可以阅读下源码包中的readme和install等文档，往往有所需软件及其下载地址，还包括一些安装技巧和配置选项。另外，在configure前，先输入configure help，可以查看有哪些选项可以添加。还有几个关系安装成功的东西就是ldconfig了，在安装时如果提示找不到某个库或者在编译时提示找不到**.so文件，就要用到它了，最简单的解决办法就是sudo gedit /etc/ld.so.conf，在文件中加入**.so文件所在路径，再运行一下ldconfig就可以了，但是我对这个东西有阴影，不知道是因为用了虚拟机还是其他的原因，有7、8次我在运行完ldconfig后，Ubuntu就没办法打开任何窗口了，直接关机重启就更是进不去系统了，崩溃之，不知道有没有高手有解决办法。在这里提供一种代替ldconfig的办法，就是export LD_LIBRARY_PATH=*.so文件地址:$LD_LIBRARY_PATH，用它我就舒心多了，也就是麻烦点，哥忍了，总比系统崩溃强多了吧，呵呵！其实，在configure时碰到问题，你应该庆幸，因为你可以根据它很明显的提示找到缺失的东西装上，在配置下pkgconfig和ldconfig基本上就可以搞定了，但是make的时候就没那么简单了。
编译时提示最多的就是**东西未找到了，要么是库文件，要么是头文件，库文件用上面的ldconfig基本上就可以搞定，头文件的话需要配置包含的路径，和库的类似，命令如下：
export LD_INCLUDE_PATH=/usr/local/include:$LD_INCLUDE_PATH
在这个时候最重要的就是淡定了，循着丫的error往上找，像No such file or directory这样的错误提示肯定就在附近，找到了，include之就可以咯！
