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深入理解Linux内核之内核线程（上）

1.开场白 环境： 处理器架构：arm64 内核源码：linux-5.11 ubuntu版本：20.04.1 代码阅读工具：vim+ctags+cscope 在linux系统中， 我们接触最多的莫过于用户空间的任务...，像用户线程或用户进程，因为他们太活跃了，也太耀眼了以至于我们感受不到内核线程的存在，但是内核线程却在背后默默地付出着，如内存回收，脏页回写，处理大量的软中断等，如果没有内核线程那么linux世界是那么的可怕...本文力求与完整介绍完内核线程的整个生命周期，如内核线程的创建、调度等等，当然本文还是主要从内存管理和进程调度两个维度来解析，且不会涉及到具体的内核线程如kswapd的实现，最后我们会以一个简单的内核模块来说明如何在驱动代码中来创建使用内核线程...6.除了初始化阶段0号内核线程和kthreadd本身，其他所有的内核线程都是被kthreadd内核线程来间接创建。...2.kthreadd的诞生 盘古开天辟地，我们知道linux所有任务的祖先是0号进程，然后0号进程创建了天字第一号的1号init进程，init进程是所有用户任务的祖先，而内核线程同样也有自己的祖先那就是

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    Linux有内核级线程吗

    线程通常被定义为一个进程中代码的不同执行路线。从实现方式上划分，线程有两种类型：“用户级线程”和“内核级线程”。...用户线程指不需要内核支持而在用户程序中实现的线程，其不依赖于操作系统核心，应用进程利用线程库提供创建、同步、调度和管理线程的函数来控制用户线程。...这种线程甚至在象 DOS 这样的操作系统中也可实现，但线程的调度需要用户程序完成，这有些类似 Windows 3.x 的协作式多任务。另外一种则需要内核的参与，由内核完成线程的调度。...而内核线程则没有各个限制，有利于发挥多处理器的并发优势，但却占用了更多的系统开支。...Windows NT和OS/2支持内核线程。Linux 支持内核级的多线程。

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    深入理解Linux内核之内核线程（下）

    虽然讲解完了内核线程的创建过程，但是似乎又少点什么，那么下面我们来看两个细节：内核线程执行处理函数和内核线程上下文切换细节： 7.内核线程执行处理函数细节 内核线程执行到处理函数要从fork说起： 7.1...内核中创建内核线程用例 下面我们来看下，内核中创建内核线程为系统服务的用例，我们只提及不讲解具体的服务逻辑。...用例1：linux系统中，当内存不足时，会唤醒kswapd内核线程来进行异步内存回收，下面我们来看他的创建过程： mm/vmscan.c kswapd_init ->for_each_node_state...(kswapd, pgdat, "kswapd%d", nid) //使用kthread_run结构创建并唤醒创建的内核线程 执行kswapd函数 用例2：Linux软中断是下半部的一种机制，一般对效率要求较高的场景会使用到...内核模块代码：kthread_demo.c #include #include #include #include

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    【Linux 内核】进程管理 ( 内核线程概念 | 内核线程、普通进程、用户线程 | 内核线程与普通进程区别 | 内核线程主要用途 | 内核线程创建函数 kernel_thread 源码 )

    文章目录 一、内核线程概念 二、内核线程、普通进程、用户线程 三、内核线程、普通进程区别 四、内核线程主要用途 五、内核线程创建函数 kernel_thread 源码 一、内核线程概念 ---- 直接...由 Linux 内核 启动的线程 , 被称为 " 内核线程 " ; " 内核线程 " 是一种 特殊进程 , 独立运行在 " 内核空间 " , 其将 " 内核函数 " 委托给 独立进程 , 该 " 独立进程..." 与 其它进程 ( 包括 普通进程 , 内核自身 , 用户级线程 ) 并行执行 ; " 内核线程 " 也称为 " 守护进程 " ; 二、内核线程、普通进程、用户线程 ---- 在 【Linux 内核...】进程管理 ( 进程特殊形式 | 内核线程 | 用户线程 | C 标准库与 Linux 内核中进程相关概念 | Linux 查看进程命令及输出字段解析 ) 一、进程特殊形式 ( 内核线程 | 用户线程...-5.6.18\include\linux\sched.h 四、内核线程主要用途 ---- 内核线程主要用途 : 内存同步 : 周期性执行如下同步操作 , 同步 " 修改的内存页 " 与 " 页来源块设备

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    Java线程与Linux内核线程的映射关系

    Java线程与Linux内核线程的映射关系Linux从内核2.6开始使用NPTL （Native POSIX Thread Library）支持，但这时线程本质上还轻量级进程。...Java里的线程是由JVM来管理的，它如何对应到操作系统的线程是由JVM的实现来确定的。Linux 2.6上的HotSpot使用了NPTL机制，JVM线程跟内核轻量级进程有一一对应的关系。...线程的调度完全交给了操作系统内核，当然jvm还保留一些策略足以影响到其内部的线程调度，举个例子，在linux下，只要一个Thread.run就会调用一个fork产生一个线程。...Java线程在Windows及Linux平台上的实现方式，现在看来，是内核线程的实现方式。...看图： Java线程与Linux内核线程的映射关系 （说明：KLT即内核线程Kernel Thread，是“内核分身”。

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    Java线程与内核线程

    本篇文章探究下Java线程与内核线程的关系. 在Java中,一个Java的线程对应一个内核的线程,实际的业务代码是由内核线程来执行的,而Java线程只是一个傀儡....在Thread-A线程结束之后,对应的有个内核线程707也消失了,那么这个内核线程707是不是就是对应Java的Thread-A线程呢?...我们是使用strace -ff -o out java Example命令运行的程序,因此它会打印系统调用相关的信息. 707内核线程打印了Thread-A, 也就是说,内核线程707对应Java的...同时当Java线程的run方法执行完成之后, 线程就调用exit退出了. 这里也就解释了Java线程退出之后,内核线程也会退出的原因了....中的线程状态,以及内核的线程状态,都是不完全一样的.

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    【Linux 内核】进程管理 ( 进程特殊形式 | 内核线程 | 用户线程 | C 标准库与 Linux 内核中进程相关概念 | Linux 查看进程命令及输出字段解析 )

    文章目录 一、进程特殊形式 ( 内核线程 | 用户线程 ) 二、C 标准库与 Linux 内核中进程相关概念 三、Linux 查看进程命令及输出字段解析 一、进程特殊形式 ( 内核线程 | 用户线程 )...种 特殊形式 : 内核级线程 : 只有 内核虚拟地址空间 , 没有 用户虚拟地址空间 的进程 , 称为 内核线程 ; 用户级线程 : 共享 用户虚拟地址空间 的进程 , 称为 用户线程 ; 线程 : 用户线程...又称为 线程 ; 线程组 : 共享 相同 用户虚拟地址空间 的线程 , 组成了一个 线程组 , 二、C 标准库与 Linux 内核中进程相关概念 ---- C 语言中 标准库 提供的 进程 , 与 Linux...内核 中的 进程 这两个概念是不同的 ; C 标准库 中的 包含多个线程 的进程 , 在 Linux 内核中 称为 " 线程组 " ; C 标准库 中的 只有一个线程 的进程 , 在 Linux 内核中...称为 " 任务 / 进程 " ; C 标准库 中的 线程 , 在 Linux 内核中 称为 " 共享 用户虚拟地址空间 的 进程 " 三、Linux 查看进程命令及输出字段解析 ---- 在 Ubuntu

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    【Linux 内核】Linux 内核源码结构 ( 下载 Linux 内核源码 | 使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 )

    文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...参考 【错误记录】解压 Linux 内核报错 ( Can not create symbolic link : 客户端没有所需的特权 | Windows 中配置 7z 命令行执行解压操作 ) 博客 ;...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用

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    【Linux 内核】Linux 内核源码结构 ( 下载 Linux 内核源码 | 使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 )

    文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用...按钮 , 此时就可以在 VSCode 中阅读 Linux 内核源码 ;

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    混乱的Linux内核实时线程优先级

    背景 Linux会把进程分为普通进程和实时进程，普通进程采用CFS之类调度算法，而实时进程则是采用SCHED_FIFO或SCHED_RR。...内核线程的优先级 Linux内核会将大量（并且在不断增加中）工作放置在内核线程中，这些线程是在内核地址空间中运行的特殊进程。...大多数内核线程运行在SCHED_NORMAL类中，必须与普通用户空间进程争夺CPU时间。但是有一些内核线程它的开发者们认为它们非常特殊，应该比用户空间进程要有更高优先级。...因此也会把这些内核线程放到SCHED_FIFO中去。 那么问题来了，某个内核线程的实时优先级到底该设为多少呢？...最近大神Peter Zijlstra又看到有内核开发者随便给内核线程设置优先级，终于看不下去了， 指责这种把内核线程放入SCHED_FIFO的做法毫无意义： "the kernel has no clue

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    Linux内核线程kernel thread详解--Linux进程的管理与调度（十）

    内核线程 为什么需要内核线程 Linux内核可以看作一个服务进程(管理软硬件资源，响应用户进程的种种合理以及不合理的请求)。 内核需要多个执行流并行，为了防止可能的阻塞，支持多线程是必要的。...和kthread_run, 同时将内核线程的创建操作延后, 交给一个工作队列workqueue, 参见http://lxr.linux.no/linux+v2.6.13/kernel/kthread.c...#L21 Linux中的workqueue机制就是为了简化内核线程的创建。...具体的信息, 请参见 Linux workqueue工作原理 2号进程kthreadd 但是这种方法依然看起来不够优美, 我们何不把这种创建内核线程的工作交给一个特殊的内核线程来做呢？...新版本的实现 于是linux-3.x下之后, 有了更好的实现, 那就是 延后内核的创建工作, 将内核线程的创建工作交给一个内核线程来做, 即kthreadd 2号进程 但是在kthreadd还没创建之前

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    【Linux 内核】线程调度示例一 ① ( 获取线程调度策略 | 断言 assert | 代码示例 )

    文章目录 一、获取线程调度策略 二、断言 assert 三、获取线程调度策略 代码示例 一、获取线程调度策略 ---- 获取线程调度策略 核心函数 是 pthread_attr_getschedpolicy...函数 ; 获取线程 " 调度策略 " 函数 : int pthread_attr_getschedpolicy(pthread_attr_t *attr, int *policy); 获取的调度策略通过...int *policy 参数返回 ; 如果函数执行成功 , 返回 0 ; 如果函数执行失败 , 返回错误代码 : EINVALEINVAL : pthread_attr_t *attr 线程未初始化...代码示例 ---- 获取线程调度策略 源码 : /** * @brief 获取线程调度策略 * * @return int */ static int get_thread_policy(...pthread_attr_t *p_attr){ // 用于接收调度策略返回值 int policy; // 获取线程的调度策略, 如 SCHED_FIFO, SCHED_RR

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    【Linux 内核】线程调度示例一 ③ ( 获取线程优先级 | 设置线程调度策略 | 代码示例 )

    文章目录 一、获取线程优先级 1、pthread_attr_setschedparam 和 pthread_attr_getschedparam 函数 2、获取线程优先级代码示例 二、设置线程调度策略...1、pthread_attr_setschedpolicy 函数 2、设置线程调度策略代码示例 一、获取线程优先级 ---- 1、pthread_attr_setschedparam 和 pthread_attr_getschedparam...函数 设置、获取 线程 优先级的 核心 函数 : ① 设置 " 创建线程 " 的优先级 : int pthread_attr_setschedparam(pthread_attr_t *attr, const...struct sched_param *param) ② 获取 " 创建线程 " 的优先级 : int pthread_attr_getschedparam(pthread_attr_t *attr,...函数 创建 pthread 线程时 , 默认的线程时 SCHED_OTHHER 调度策略 , 可以通过下面的函数 , 修改调度策略 ; 修改线程 " 调度策略 " 函数 : int pthread_attr_setschedpolicy

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    linux内核编程_linux内核是什么

    内核——操作系统的内在核心 设备驱动程序 启动引导程序 命令行shell 其他种类的用户界面—-操作系统的外在表象 基本的文件管理工具和系统工具 Linux内核的组成 Linux内核源代码目录结构是什么...调用函数int kernel_thread(int (*fn)(void *), void * arg, unsigned long flags);启动内核线程。 内存管理的主要作用是什么？...Makefile：分布在Linux 内核源代码中的Makefile，定义Linux 内核的编译规则。 配置文件（Kconfig）：给用户提供配置选择的功能。...记录哪些部分被编译入内核、哪些部分被编译为内核模块。 在Linux 内核中增加程序需要完成哪些工作？ 将编写的源代码复制到Linux 内核源代码的相应目录。...次引导加载程序加载Linux内核和可选的初始RAM 磁盘，将控制权交给Linux内核源代码。 运行被加载的内核，并启动用户空间应用程序。

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    LINUX内核

    一、Linux内核2.6特点： 1.新的调度器 2.内核抢占 3.改进线程模型 4.虚拟内存 5.文件系统 6.音频：音频体系结构ALSA.支持USB音频和MIDI设备，并支持全双工重放功能。...二、LINUX内核的组成 1.LINUX内核源代码目录结构 1）arch:包含和硬件体系结构相关的代码，每种平台占一个相应的目录。如i386,arm,powerpc,mips等。...4）Documentation:内核各部分通用解释和注释。...模块 16）sound:ALSA,OSS音频中设备的核心代码和常用设备驱动 17）usr:实现了用于打包和压缩的CPIO等 2.LINUX的内核组成部分 2.1 LINUX主要用进程调度，虚拟文件系统，...3.Linux内核空间与用户空间 Linux只能通过系统调用和硬件中断来完成用户空间到内核空间的控制转移

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    Linux内核-什么是内核

    让我们了解和熟悉基本的Linux内核相关的信息，Linux内核我们主要从以下几个方面来讲解： Linux内核-什么是内核(本章节) Linux内核-内核参数 Linux内核-proc文件系统 Linux...他们都基于安卓(Linux内核)开发自己的OS系统。 虽然我们用安卓来比喻内核，不是很恰当，毕竟安卓系统也是基于Linux内核，我们这里也不用纠结这个问题，我们只需要理解这个比较抽象的概念即可。...什么是Linux内核 Linux 内核是Linux操作系统的核心部分，它是一个自由和开放源代码的类Unix操作系统内核。...以下是Linux内核的一些关键特点和功能： 开源：Linux内核的源代码是公开的，任何人都可以查看、修改和发布自己的版本。...Linux内核的官方网址就是https://www.kernel.org/ 本地内核文件 我们在Linux基础-linux目录介绍过/boot目录就是内核相关的的目录,这个是未升级内核之前的目录结构，可以和上面的内核版本进行对应

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    【Linux 内核】编译 Linux 内核 ② ( 解压内核源码 | 查询当前 Linux 内核版本号 | 进入并查看 linux 内核源码目录 )

    文章目录 一、解压内核源码 二、查询当前 Linux 内核版本号 三、进入并查看 linux 内核源码目录 一、解压内核源码 ---- 将 下载的 Linux 内核源码 linux-5.6.14.tar.gz...拷贝到 Ubuntu 虚拟机中 , 执行 tar xvf linux-5.6.14.tar.gz 命令 , 解压 Linux 内核源码 ; 解压完毕后 , linux-5.6.14 目录中就是解压后的...Linux 内核源码 ; 二、查询当前 Linux 内核版本号 ---- 执行 uname -a 命令 , 查询当前 Ubuntu 系统的 Linux 内核版本号 , 执行过程如下 : root@ubuntu...x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux root@ubuntu:~/kernel# root@ubuntu:~/kernel# 当前的内核版本号是 4.13.0 ; 三...、进入并查看 linux 内核源码目录 ---- 进入之前解压的 linux-5.6.14 内核源码目录 ; root@ubuntu:~/kernel# ls linux-5.6.14 linux-5.6.14

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