一. linux内核简介 1. linux简介 1.1 unix的特点 unix很简洁，仅提供几百个系统调用，并有非常明确的设计目的 unix所有东西都当作文件对待，这种抽象使对数据和设备都通过一套相同的系统调用接口进行...内核用C语言编写，移植能力很强 进程创建迅速，独特的fork调用 提供了简洁但是稳定的进程间通讯原语 1.2 unix和linux linux克隆unix，但不是unix linux借鉴了unix很多的设计...，并且实现了 unix的api linux没有直接使用unix的源代码，但完整表达了unix的设计目标并保证编程接口一致 2....线程在linux中的实现 4.1 liunx线程概述 一组线程共享进程内的内存地址空间，打开的文件和其他资源 线程机制支持并发程序设计技术，多处理器上保证真正的并行处理 linux实现线程的机制非常独特...调度算法 3.1 概述 linux调度程序定义与kernel/sched.c 2.5版本内核重写调度算法，和以前版本区别很大，实现以下目标 充分实现O（1）调度，不管多少进程或什么输入，每个算法能在恒定时间内完成
《Linux内核设计与实现》第3版，英文版已经出版，中文版即将出版。...本书基于linux 2．6介绍了linux内核的设计与实现，涵盖了从核心内核系统的应用到内核设计与实现等各方面内容，主要内容包括：进程管理、调度、时间管理和定时器、系统调用接口、内存寻址、内存管理、页缓存...本书详细描述了linux内核的主要子系统和特点，包括其设计、实现和接口，既介绍理论也讨论具体应用，填补了linux内核理论和实践细节之间的鸿沟。...本版新增内容： ·增加一章专门描述内核数据结构 ·详细描述中断处理程序 ·扩充虚拟内存和内存分配的内容 ·调试linux内核的技巧 ·内核同步和锁机制的深度描述 ·提交内核补丁以及参与linux...就我们的经验，内核初学者（不是编程初学者）可以从这本书着手，对内核各个核心子系统有个整体把握，包括它们提供什么样的服务，为什么要提供这样的服务，又是怎样实现的。
对Linux内核的设计原理进行了细致的说明，也有具体实现部分的介绍，结合源码能很好的理解Linux内核； 在简单翻了一遍之后，带着如下几个疑问，整理了下相关知识点： 1、内核是什么时候加载运行的； 2、...根据《Linux内核设计与实现》说明，CPU在某个任何特定的时间点上的活动必然概括为下列三种之一： 运行于用户空间，执行用户进程； 运行于内核空间，处于进程上下文，代表某个特定的进程执行； 运行于内核空间...Linux设备驱动作为一个linux内核模块存在，模块都有2个接口函数，模块初始化函数和模块退出函数。 上面提到的驱动程序的注册。一般是由模块初始化函数来实现的。...()、exit(); Linux的进程创建时使用到写时拷贝的技术(copy-on-write)页实现。...MMU/Cache line CPU L1/L2高速缓存 页高速缓存：Linux内核实现的磁盘缓存，主要用来减少对磁盘的I/O操作。
6、写时拷贝COW image.png 7、线程和进程的区别不大 image.png 8、孤儿进程，父进程先关掉，再设置一个父进程，如果没有，设置init image.png 9、2.6内核后进程调度算法...image.png image.png 13、与调度相关的系统调用 image.png 14、系统调用在用户空间进程和硬件设备之间添加了一个中间层 image.png 15、中断 image.png...18、加锁 image.png 19、定时器与时间管理 20、slab?? 21、虚拟文件系统：VFS 22、IO调度 23、页高速缓存和页回写
什么是Linux内核 Linux系统的基础包括内核、C库、编译器、工具集和系统的基本工具，比如登陆程序和shell。当我们说到Linux这个词时，一般指的是Linux内核。...printf()函数在打印的时候通过一个文件指针来实现打印到某个文件的某个位置。...单内核与微内核 单内核是指把内核从整体上作为一个单独的大过程来实现，并同时运行在一个单独的地址空间。内核通常以单个静态的二进制文件形式存放在磁盘，所有内核服务都在这样一个大内核空间运行。...Linux内核是一个单内核，它运行在单独的内核地址空间，但是它汲取了微内核的精华，相对于Unix内核，Linux内核有很多新的特性： Linux支持动态加载内核模块。...； 内核版本号与开发者社区 Linux内核版本号总共包含三个数字，用 .
具体的实现方式基本都是由操作系统将虚拟地址空间划分为两部分，一部分为内核空间，另一部分为用户空间。...内核态与用户态 好了我们现在需要再解释一下什么是内核态、用户态： 当进程运行在内核空间时就处于内核态，而进程运行在用户空间时则处于用户态。...对于 Linux 来说，通过区分内核空间和用户空间的设计，隔离了操作系统代码(操作系统的代码要比应用程序的代码健壮很多)与应用程序代码。...所以说，Linux 中每个进程有两个栈，分别用于用户态和内核态。 下图简明的描述了用户态与内核态之间的转换： ?...其实，不光是 Linux，Windows 操作系统的设计也是大同小异。 总结 现代的操作系统大都通过内核空间和用户空间的设计来保护操作系统自身的安全性和稳定性。
在《Linux 内核调试利器 | kprobe 的使用》一文中，我们介绍过怎么使用 kprobe 来追踪内核函数，而本文将会介绍 kprobe 的原理和实现。...kprobe模块哈希表 我们在《Linux 内核调试利器 | kprobe 的使用》一文中介绍过，一个 kprobe 模块是由一个 struct kprobe 结构来描述的。...注册 kprobe 实例 在《Linux 内核调试利器 | kprobe 的使用》一文中介绍过，编写好的 kprobe 模块需要通过调用 register_kprobe() 函数来注册到内核。...为了解决这个问题，Linux 内核使用单步调试模式来处理这种情况。...总结 本文主要介绍了 kprobe 的原理与实现，正如本文开始时所说，kprobe 机制的细节很多，所以本文不可能对所有细节进行分析。
Linux kprobes调试技术是内核开发者们专门为了便于跟踪内核函数执行状态所设计的一种轻量级内核调试技术。...本文首先简单描述这3种探测技术的原理与区别，然后主要围绕其中的kprobe技术进行分析并给出一个简单的实例介绍如何利用kprobe进行内核函数探测，最后分析kprobe的实现过程（jprobe和kretprobe...内核源码：Linux-4.1.15 实验环境：CentOS（x86_64）、树莓派1b 2022年嵌入式开发想进互联网大厂，你技术过硬吗？...内核学习网站： Linux内核源码/内存调优/文件系统/进程管理/设备驱动/网络协议栈 二、kprobe原理 下面来介绍一下kprobe是如何工作的。...下面来分别介绍： 1、编写kprobe探测模块 内核提供了一个struct kprobe结构体以及一系列的内核API函数接口，用户可以通过这些接口自行实现探测回调函数并实现struct kprobe结构
Linux kprobes调试技术是内核开发者们专门为了便于跟踪内核函数执行状态所设计的一种轻量级内核调试技术。...本文首先简单描述这3种探测技术的原理与区别，然后主要围绕其中的kprobe技术进行分析并给出一个简单的实例介绍如何利用kprobe进行内核函数探测，最后分析kprobe的实现过程（jprobe和kretprobe...内核源码：Linux-4.1.15 实验环境：CentOS（x86_64）、树莓派1b 一、kprobes技术背景 开发人员在内核或者模块的调试过程中，往往会需要要知道其中的一些函数有无被调用、何时被调用...下面来分别介绍： 1、编写kprobe探测模块 内核提供了一个struct kprobe结构体以及一系列的内核API函数接口，用户可以通过这些接口自行实现探测回调函数并实现struct kprobe结构...五、总结 kprobes内核探测技术作为一种内核代码的跟踪及调试手段，开发人员可以动态的跟踪内核函数的执行，相较与传统的添加内核日志等调试手段，它具有操作简单，使用灵活，对原始代码破坏小等多方面优势。
Linux内核调试技术——kprobe使用与实现（一） Linux内核调试技术——kprobe使用与实现（二） Linux内核调试技术——kprobe使用与实现（三） Linux内核调试技术——kprobe...使用与实现（四） Linux内核调试技术——kprobe使用与实现（五）-触发kprobe探测和回调 前文中，从register_kprobe函数注册kprobe的流程已经看到，用户指定的被探测函数入口地址处的指令已经被替换成架构相关的...由于不同架构实现存在差别，下面来分析x86架构的实现： ? ?...arm定义特殊未处理指令回调函数不同，这里的do_int3要通用的多，并不是单独为kprobe所设计的。...具体在jprobe实现中再详细分析。
1、jprobe使用实例 使用jprobe探测函数的入参值，需要编写内核模块。...同kprobe一样，内核同样提供了jprobe的实例程序jprobe_example.c（位于sample/kprobes目录），该程序实现了探测do_fork函数入参的功能，用户可以以它为模板来探测其他函数...在分析jprobe_example.c之前先熟悉一下jprobe的基本结构与API接口。 1.1、jprobe结构体与API介绍 struct jprobe结构体定义如下： ?...2、jprobe实现分析 jpeobe的实现基于kprobe，在其基础之上分析它的实现，述主要包括jprobe注册流程和触发探测流程，涉及kprobe的部分不再详细描。...3、总结 jprobe探测技术基于kprobe实现，是kprobes三种探测技术中的第二种，内核开发人员可以用它来探测内核函数的调用以及调用时的入参值，使用非常方便。
Linux kprobes调试技术是内核开发者们专门为了便于跟踪内核函数执行状态所设计的一种轻量级内核调试技术。...由于gcc可能会自动将某些函数优化为内联函数，因此可能无法达到用户预期的探测效果； 4、一个探测点的回调函数可能会修改被探测函数运行的上下文，例如通过修改内核的数据结构或者保存与struct pt_regs...下面来分别介绍： 1、编写kprobe探测模块 内核提供了一个struct kprobe结构体以及一系列的内核API函数接口，用户可以通过这些接口自行实现探测回调函数并实现struct kprobe结构...1.1、kprobe结构体与API介绍 ? ?...该用例函数非常简单，它实现了内核函数do_fork的探测，该函数会在fork系统调用或者内核kernel_thread函数创建进程时被调用，触发也十分的频繁。
Linux内核调试技术——kprobe使用与实现（一） Linux内核调试技术——kprobe使用与实现（二） Linux内核调试技术——kprobe使用与实现（三） Linux内核调试技术——kprobe...使用与实现（四）--kprobe内核注册过程 kprobe探测模块调用register_kprobe向kprobe子系统注册一个kprobe探测点实例，代码路径kernel/kprobes.c ?...（内核jump lable特性使用？）。...其中第一点比较好理解，函数实现如下： ?...其中第二点中的blacklist黑名单指的是实现kprobes的关键代码路径，只有不在该黑名单中的函数才可以被探测： ?
Linux内核调试技术——kprobe使用与实现（一） Linux内核调试技术——kprobe使用与实现（二） 对于kprobe功能的实现主要利用了内核中的两个功能特性：异常（尤其是int 3），单步执行...执行原有指令，执行结束后触发单步异常； 6）在单步异常的处理中，清除单步标志，执行post_handler流程，并最终返回； 在了解了kprobe的基本原理和使用后，现在从源码的角度来详细分析它是如何实现的...，arm架构的实现如下： ?...再次回到init_kprobes函数，接下来分别注册die和module的内核通知链kprobe_exceptions_nb和kprobe_module_nb： ? ?...kprobe_exceptions_notify函数处理（架构相关，x86会调用kprobe的fault回调函数，而arm则为空）；注册module notify回调kprobes_module_callback函数的作用是若当某个内核模块发生卸载操作时有必要检测并移除注册到该模块函数的探测点
Linux内核调试技术——kprobe使用与实现（一） 在上一篇文章中介绍了内核加载的方式使用kprobe的方法，现在介绍一下使用debugfs接口使用kprobe的方法。...EVENT>/enabled 过滤接口： /sys/kernel/debug/tracing/events/kprobes//filter 其中配置属性文件用于用户配置要探测的函数以及探测的方式与参数...下面来看看各个属性文件的常用操作方式（其中具体格式和参数方面的细节可以查看内核的Documentation/trace/kprobetrace.txt文件，描述非常详细）： 1、kprobe_events
Linux内核介绍 Linux内核是一种开源操作系统内核，它是基于Unix系列操作系统的设计思想和原则。...与其他操作系统内核相比，Linux内核具有很多特点，例如高度可定制、模块化设计、强大的网络支持、多处理器支持、安全性、稳定性等。...在Linux内核中，各种设备和功能都采用模块化设计，这使得内核可以灵活扩展，只需加载必要的模块即可实现所需功能。...Linux内核编译 首先准备一台Linux机器，查看内核版本：uname -r 根据获取的linux kernel版本，在www.kernel.org上面下载合适的kernel版本。...Linux内核使用 内核目录如下： 可以基于此学习Linux驱动开发、应用开发等，还可以在新内核的基础上进行裁剪等操作。
EPOLL_CTL_DEL EPOLL_CTL_DEL 的实现调用的是 ep_remove 函数，函数只是清除ADD时， 添加的各种结构，EPOLL_CTL_MOD 的实现调用的是ep_modify...，在ep_modify中用新的事件掩码调用f_ops->poll，检测事件是否已可用，如果可用就直接唤醒epoll，这两个的实现与EPOLL_CTL_ADD 类似，代码上比较清晰，这里就不具体分析了。...(pwake) ep_poll_safewake(&ep->poll_wait); return 0; } epoll_wait /* epoll_wait实现...wait_queue_t wait; ktime_t expires, *to = NULL; if (timeout > 0) { // 转换为内核时间...} return eventcnt; } eventpoll_poll 由于epoll自身也是文件系统，其描述符也可以被poll/select/epoll监视，因此需要实现
因此需要一种更高效地管理定时器的数据结构和算法，这里结合Linux内核中基于时间轮的定时器管理器的具体实现，介绍一种基于时间轮的定时器管理算法。图1为时间轮的基本结构： ?...t-ts/si < 8，则以t-ts/si的低3位作为索引加入内轮； 3）如果t-ts/si>= 8（当然要小于64，否则又溢出），则以t-ts/si的高3位作为索引加入外轮； 二级时间轮检查时间到的算法与单机时间轮类似...Linux内核采用多级时间轮。...事实上，它的实现是一个很好的空间换时间软件算法。参考Linux的实现，具体代码如下： 首先定义如下宏: ? 2....基于Linux内核的时间轮实现代码，可以在应用程序层面实现一个基于时间轮的管理器。部分代码如下所示： ? ? ? ? TimerManager 类的定义如下: ? ?
获取内核源码 在Linux内核官方网站即可下载最新Linux源码 http://www.kernel.org 我们一般应该下载最新的稳定版本Linux内核源码进行学习。...安装内核与操作系统体系结构和启动引导工具（boot loader）相关，按照要求将内核映像拷贝到适当位置。这个过程可能需要把某个模块拷贝到指定目录，并且需要编译相应的配置文件，建立启动项等等。...但是大部分C库函数都已经在内核中实现了，只要包含相应头文件就可以调用，比如字符串操作函数库 lib/string.c，头文件为。...在内核编程时，所用的头文件都是源码树的内核头文件，内核源码文件不能包含外部头文件。 在内核中也有一些C库函数并没有实现，比如 printf() 函数，但是内核中实现了一个叫 printk() 的函数。...Linux是一个可移植的操作系统，也就是说大部分C代码应该与体系结构无关，在各种不同体系结构的计算机上都能编译和执行，这就意味着，必须把体系结构相关的代码从内核代码树的特定目录中分离出来。
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