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linux驱动个人学习

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bcc-tools工具之profile

工具函数内核 profile tools

相比perf -g而言，profile功能化更加细分，可以根据需要选择追踪层面，例如-U（用户要调用流程） -K （内核态调用流程）

2024-04-08

650

linux tracepoint增加

linux pid 函数内核事件

内核采用“插桩”的方法抓取log，“插桩”也称为Tracepoint，Tracepoint是Linux内核预先定义的静态探测点，它分布于内核的各个子系统中，每种Tracepoint有一个name、一个enable开关、一系列桩函数、注册桩函数的函数、卸载桩函数的函数。“桩函数”功能类似于printk，不过“桩函数”并不会把信息打印到console，而是输出到内核的ring buffer（环形缓冲区），缓冲区中的信息通过debugfs对用户呈现。每个tracepoint提供一个钩子来调用probe函数。一个tracepoint可以打开或关闭。打开时，probe函数关联到tracepoint；关闭时，probe函数不关联到tracepoint。tracepoint关闭时对kernel产生的影响很小，只是增加了极少的时间开销(一个分支条件判断)，极小的空间开销(一条函数调用语句和几个数据结构)。只有挂载了钩子函数才会真正启用trace功能。这个钩子函数可以由开发者编写内核module来实现，并且需要在钩子函数中获取我们调试所需要的信息并导出到用户态，这样就可以获取内核运行时的信息了。当一个tracepoint打开时，用户提供的probe函数在每次这个tracepoint执行都会被调用。

2024-04-04

460

Kernel调试追踪技术之 Kprobe on ARM64

struct 函数调试 kernel arm64

kprobe 是一种动态调试机制，用于debugging，动态跟踪，性能分析，动态修改内核行为等，2004年由IBM发布，是名为Dprobes工具集的底层实现机制[1][2]，2005年合入Linux kernel。probe的含义是像一个探针，可以不修改分析对象源码的情况下，获取Kernel的运行时信息。

2024-04-03

770

proc 进程网络缓存 io

2024-03-27

740

BTF：实践指南

程序内核实践数据编译

BPF 是 Linux 内核中基于寄存器的虚拟机，可安全、高效和事件驱动的方式执行加载至内核的字节码。与内核模块不同，BPF 程序经过验证以确保它们终止并且不包含任何可能锁定内核的循环。BPF 程序允许调用的内核函数也受到限制，以确保最大的安全性以防止非法的访问。

2024-03-27

1150

进程内存内核 android 接口

Android的ION子系统的目的主要是通过在硬件设备和用户空间之间分配和共享内存，实现设备之间零拷贝共享内存。说来简单，其实不易。在Soc硬件中，许多设备可以进行DMA，这些设备可能有不同的能力，以及不同的内存访问机制。

2024-03-22

930

内核系统线程程序链表

KSM只会处理通过madvise系统调用显式指定的用户进程地址空间，因此用户程序想使用这个功能就必须在分配地址空间时显式地调用madvise（addr，length，MADV_MERGEA BLE）。如果用户想在KSM中取消某一个用户进程地址空间的合并功能，也需要显式地调用madvise（addr，length,MADV_UNMERGEABLE)。下面是测试KSM的test.c程序的代码片段，使用mmap()：来创建一个文件的私有映射，并且调用memset()写入这些私有映射的内容缓存页面中。

2024-03-21

590

ARMv8 寄存器

指针内核配置系统异常

本文主要介绍 Armv8/v9 指令集架构中常用部分，详细的还是要看 Arm architecture reference manual.

2024-03-17

770

【ARMv8】异常级别的定义EL0、EL1、EL2、EL3

架构异常异常处理安全操作系统

Exception levels ARMv8-A系列定义了一系列的异常等级，从EL0到EL3，下面具体说明其含义：

2024-03-15

1730

Cache和DMA一致性

硬件变量程序内存数据

DMA应该多多少少知道点吧。DMA(Direct Memory Access)是指在外接可以不用CPU干预，直接把数据传输到内存的技术。这个过程中可以把CPU解放出来，可以很好的提升系统性能。那么DMA和Cache有什么关系呢？这也需要我们关注？

2024-03-13

950

字符串数据结构编码程序内核

BTF（BPF Type Format）是内嵌在BPF（Berkeley Packet Filter）程序中的数据结构描述信息。BPF原本是用于数据包过滤的编程语言，但随着eBPF（extended BPF）的发展，它的用途已经扩展到多种内核子系统中，包括性能监测、网络安全和配置管理等。 BTF是为了实现更复杂的eBPF程序而设计的。其提供了一种机制，通过它可以将编程时使用的数据结构（如C语言中的结构体、联合体、枚举等）的信息嵌入到eBPF程序中。这样做的主要目的是为了让eBPF程序在运行时能够具有类型安全（Type Safety），同时也便于内核和用户空间的程序理解和操作这些数据结构。在eBPF程序开发过程中，用户通常会在用户空间编写C代码，然后使用特定的编译器（如clang）编译这些代码为eBPF字节码。由于C程序中定义的复杂数据结构信息在编译为eBPF字节码过程中会丢失，因此BTF被设计来保留这些信息。当eBPF程序加载到内核时，BTF信息可以被内核使用，以确保程序操作的数据结构与内核预期的一致，从而保证程序的正确运行。举个例子，如果eBPF程序需要访问内核数据结构，BTF就能够提供这些内核数据结构的确切布局，让eBPF程序能够安全而准确地读取或修改这些数据。总之，BTF使得eBPF程序能更安全且方便地与复杂的数据类型互动，并有助于提高eBPF程序与内核间的兼容性和稳定性。

2024-03-08

730

使用BPF之前和之后生成直方图过程的对比

程序磁盘内核事件数据

1、在内核中:开启磁盘IO事件的插桩观测。 2、在内核中，针对每个事件:向perf缓冲区写入一条记录。如果使用了跟踪点技术（推荐方式)，记录中会包含关于磁盘IO的几个元数据字段。 3、在用户空间:周期性地将所有事件的缓冲区内容复制到用户空间4。在用户空间:遍历每个事件，解析字节字段的事件元数据字段。其他字段会被忽略。 5。在用户空间:生成字节字段的直方图摘要。

2024-03-08

750

内核页表调试

调试 shared 翻译内存内核

首先配置内核，使其支持导出内核页表到debugfs下面: Kernel hacking ---> ---> [*] Export kernel pagetable layout to userspace via debugfs 配置完后，重新编译内核，并用新内核启动，就会在/sys/kernel/debug下看到kernel_page_tables文件：

2024-03-04

1290

ptmalloc、tcmalloc与jemalloc对比分析

内存内存管理线程多线程管理

在开发微信看一看期间，为了进行耗时优化，基础库这层按照惯例使用tcmalloc替代glibc标配的ptmalloc做优化，CPU消耗和耗时确实有所降低。但在晚上高峰时期，在CPU刚刚超过50%之后却出现了指数上升，服务在几分钟之内不可用。最终定位到是tcmalloc在内存分配的时候使用自旋锁，在锁冲突严重的时候导致CPU飙升。为了弄清楚tcmalloc到底做了什么，仔细了解各种内存管理库迫在眉睫。

2024-02-23

3070

一篇文章彻底讲懂malloc的实现（ptmalloc）

链表内存线程指针 malloc

C语言提供了动态内存管理功能, 在C语言中, 程序员可以使用 malloc() 和 free() 函数显式的分配和释放内存. 关于 malloc() 和free() 函数, C语言标准只是规定了它们需要实现的功能, 而没有对实现方式有什么限制, 这多少让那些追根究底的人感到有些许迷茫, 比如对于 free() 函数, 它规定一旦一个内存区域被释放掉, 那么就不应该再对其进行任何引用, 任何对释放区域的引用都会导致不可预知的后果 (unperdictable effects). 那么, 到底是什么样的不可预知后果呢? 这完全取决于内存分配器(memory allocator)使用的算法. 这篇文章试图对 Linux glibc 提供的 allocator 的工作方式进行一些描述, 并希望可以解答上述类似的问题. 虽然这里的描述局限于特定的平台, 但一般的事实是, 相同功能的软件基本上都会采用相似的技术. 这里所描述的原理也许在别的环境下会仍然有效. 另外还要强调的一点是, 本文只是侧重于一般原理的描述, 而不会过分纠缠于细节, 如果需要特定的细节知识, 请参考特定 allocator 的源代码. 最后, 本文描述的硬件平台是 Intel 80x86, 其中涉及的有些原理和数据可能是平台相关的.

2024-02-23

2500

bpftool使用方法简介

程序内核数据树莓派系统

看起来，在不同的linux发行版里，bpftool在不同的软件包里，ubuntu 22上，bpftool是linux-tools-generic的一部分，而树莓派里bpftool是一个单独的软件包。

2024-01-02

4170

aarch64 和 ARMV8 的区别

操作系统架构设计效率性能

aarch64 和 ARMv8 是紧密相关但涵义不同的术语，在解释他们的区别之前，让我们先简单理解它们各自的含义： ARMv8: ARMv8 是指 ARM 架构的第八个版本，这是由 ARM Holdings 设计的一种处理器架构（也称为 ARMv8-A）。这个版本首次引入了对 64 位处理器的支持，它被设计来提供增强的性能，更好的电能效率，以及对现代计算需求的支持，比如高级多媒体和安全性能等。ARMv8 架构同时支持 64 位（AArch64）和 32 位（AArch32）指令集。 AArch64: AArch64 是 ARMv8 架构中用来描述 64 位的处理器状态和对应的指令集的术语。当处理器运行在这个状态下时，它可以执行 64 位的指令集并访问 64 位的寄存器。AArch64通常被用来指代64位的ARM处理器和操作系统。总而言之，ARMv8 指的是处理器架构的一个版本，这个版本包括了 64 位处理能力。而 aarch64 指的是 ARMv8 架构中的 64 位指令集。也就是说，aarch64 是 ARMv8 的一部分。所有运行在 aarch64 模式下的ARM处理器都基于 ARMv8 架构，但 ARMv8 架构也包括对之前架构如 ARMv7 的兼容支持（例如，在 32 位模式下运行）。

2023-12-12

3900

进程优先级详解

max static 函数进程内核

Linux 中采用了两种不同的优先级范围，一种是 nice 值，一种是实时优先级。在上一篇粗略的说了一下 nice 值和实时优先级，仍有不少疑问，本文来详细说明一下进程优先级。linux 内核版本为 linux 2.6.34 。

2023-12-03

2010

eBPF 概述：第 4 部分：在嵌入式系统运行

嵌入式编译程序内核嵌入式系统

在本系列的第 1 部分和第 2 部分，我们介绍了 eBPF 虚拟机内部工作原理，在第 3 部分我们研究了基于底层虚拟机机制之上开发和使用 eBPF 程序的主流方式。

2023-11-30

2470

eBPF 概述：第 3 部分：软件开发生态

程序后端内核前端软件开发

在本系列的第 1 部分和第 2 部分中，我们对 eBPF 虚拟机进行了简洁的深入研究。阅读上述部分并不是理解第 3 部分的必修课，尽管很好地掌握了低级别的基础知识确实有助于更好地理解高级别的工具。为了理解这些工具是如何工作的，我们先定义一下 eBPF 程序的高层次组件：

2023-11-27

2050

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