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1.Linux内核源码解析---万字解析从设计模式推演per-cpu实现原理
2.Linux下源码安装的码基经验详解
3.Linux内核源码分析：Linux进程描述符task_ struct结构体详解
4.剖析linux内核源码，task_struct结构体详解
5.Linux内核源码分析：Linux内核版本号和源码目录结构
6.简单概括Linux内核源码高速缓存原理（图例解析）

Linux内核源码解析---万字解析从设计模式推演per-cpu实现原理

       引子

       在如今的码基大型服务器中，NUMA架构扮演着关键角色。码基它允许系统拥有多个物理CPU，码基不同NUMA节点之间通过QPI通信。码基虽然硬件连接细节在此不作深入讨论，码基egret 修改源码但需明白每个CPU优先访问本节点内存，码基当本地内存不足时，码基可向其他节点申请。码基从传统的码基SMP架构转向NUMA架构，主要是码基为了解决随着CPU数量增多而带来的总线压力问题。

       分配物理内存时，码基numa_node_id() 方法用于查询当前CPU所在的码基NUMA节点。频繁的码基内存申请操作促使Linux内核采用per-cpu实现，将CPU访问的码基变量复制到每个CPU中，以减少缓存行竞争和False Sharing，类似于Java中的Thread Local。

       分配物理页

       尽管我们不必关注底层实现，buddy system负责分配物理页，关键在于使用了numa_node_id方法。接下来，我们将深入探索整个Linux内核的per-cpu体系。

       numa_node_id源码分析获取数据

       在topology.h中，我们发现使用了raw_cpu_read函数，传入了numa_node参数。接下来，我们来了解numa_node的定义。

       在topology.h中定义了numa_node。我们继续跟踪DECLARE_PER_CPU_SECTION的定义，最终揭示numa_node是一个共享全局变量，类型为int，存储在.data..percpu段中。

       在percpu-defs.h中，numa_node被放置在ELF文件的.data..percpu段中，这些段在运行阶段即为段。接下来，我们返回raw_cpu_read方法。

       在percpu-defs.h中，我们继续跟进__pcpu_size_call_return方法，此方法根据per-cpu变量的大小生成回调函数。对于numa_node的int类型，最终拼接得到的是raw_cpu_read_4方法。

       在percpu.h中，调用了一般的read方法。在percpu.h中，获取numa_node的绝对地址，并通过raw_cpu_ptr方法。

       在percpu-defs.h中，我们略过验证指针的环节，追踪arch_raw_cpu_ptr方法。我武溯源码接下来，我们来看x架构的实现。

       在percpu.h中，使用汇编获取this_cpu_off的地址，代表此CPU内存副本到".data..percpu"的偏移量。加上numa_node相对于原始内存副本的偏移量，最终通过解引用获得真正内存地址内的值。

       对于其他架构，实现方式相似，通过获取自己CPU的偏移量，最终通过相对偏移得到pcp变量的地址。

       放入数据

       讨论Linux内核启动过程时，我们不得不关注per-cpu的值是如何被放入的。

       在main.c中，我们以x实现为例进行分析。通过setup_percpu.c文件中的代码，我们将node值赋给每个CPU的numa_node地址处。具体计算方法通过early_cpu_to_node实现，此处不作展开。

       在percpu-defs.h中，我们来看看如何获取每个CPU的numa_node地址，最终还是通过简单的偏移获取。需要注意如何获取每个CPU的副本偏移地址。

       在percpu.h中，我们发现一个关键数组__per_cpu_offset，其中保存了每个CPU副本的偏移值，通过CPU的索引来查找。

       接下来，我们来设计PER CPU模块。

       设计一个全面的PER CPU架构，它支持UMA或NUMA架构。我们设计了一个包含NUMA节点的结构体，内部管理所有CPU。为每个CPU创建副本，其中存储所有per-cpu变量。静态数据在编译时放入原始数据段，动态数据在运行时生成。

       最后，我们回到setup_per_cpu_areas方法的分析。在setup_percpu.c中，我们详细探讨了关键方法pcpu_embed_first_chunk。此方法管理group、unit、静态、保留、动态区域。

       通过percpu.c中的关键变量__per_cpu_load和vmlinux.lds.S的链接脚本，我们了解了per-cpu加载时的地址符号。PERCPU_INPUT宏定义了静态原始数据的南通到成都源码起始和结束符号。

       接下来，我们关注如何分配per-cpu元数据信息pcpu_alloc_info。percpu.c中的方法执行后，元数据分配如下图所示。

       接着，我们分析pcpu_alloc_alloc_info的方法，完成元数据分配。

       在pcpu_setup_first_chunk方法中，我们看到分配的smap和dmap在后期将通过slab再次分配。

       在main.c的mm_init中，我们关注重点区域，完成map数组的slab分配。

       至此，我们探讨了Linux内核中per-cpu实现的原理，从设计到源码分析，全面展现了这一关键机制在现代服务器架构中的作用。

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。动态合批源码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，波浪幅图源码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！

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。

剖析linux内核源码，task_struct结构体详解

       在Linux内核中，进程与线程的统一数据结构是task_struct，它作为进程存在的唯一实体，通过双向循环链表连接所有task_struct。每个任务拥有唯一标识pid和线程组IDtgid，其中group_leader指向进程主线程。有了tgid，我们可以区分task_struct代表进程还是线程。

       Linux kernel通过成员变量表示进程的亲缘关系，包括进程状态和权限控制。进程权限涉及进程访问文件、访问其他进程及执行操作的能力。操作权限由cred和real_cred成员表示，描述了当前进程和试图操作的进程之间的权限关系。

       进程运行统计信息记录了用户态和内核态上消耗的时间以及上下文切换次数，反映了进程的运行情况。信号处理包括被阻塞、等待处理和正在处理的信号，信号处理函数可以忽略或结束进程，处理栈用于信号处理。

       进程的虚拟地址空间分为用户虚拟地址空间和内核虚拟地址空间，每个进程有独立的用户虚拟地址空间，内核线程无用户地址空间。进程拥有文件系统数据结构和打开文件数据结构，涉及Linux文件系统操作。

       每个task都有内核栈，用于在调用系统调用时从用户态切换到内核态。内核栈包含thread_info和pt_regs数据结构，其中thread_info由体系结构定义，pt_regs用于保存系统调用时的CPU上下文。在系统调用返回时，可以从进程的原来位置继续运行。

       综上所述，task_struct结构体在Linux内核中扮演着关键角色，它管理着进程和线程的生命周期，从状态管理、权限控制、运行统计、信号处理到内存管理与文件系统交互，以及系统调用的上下文切换，都是通过task_struct的成员变量和结构体实现的。这些特性使得Linux内核能够高效、灵活地管理多任务环境。

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，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]

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，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。

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。

Linux中源码编译安装程序包括哪些基本步骤?

       第一步：创建编译脚本

       进入到源码目录 执行 ./configure --prefix=/.../.....(--prefix=后面是想要安装到的目录）

       第二部：编译

       执行 make

       第三部：安装

       执行 make install

       当然上面这几部都是最基本的步骤，如果想优化编译，要在./configure 后面加参数，或者configure之后手动修改Makefile文件 如O2（优化等级） FLAGS 等编译参数的修改。

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       以上都是源码包的编译

       如果是自己写的C代码 直接 用gcc编译即可。

       例如 编译test.c

       执行 gcc -o test test.c即可将test.c编译为可执行的文件 test

       自己打出来的 要采纳啊！