Linux给应用程序提供了丰富的api,但是有时候我们需要跟硬件交互,访问一些特权级信息,所以可以使用编写内核模块这种方式。 另外Linux是宏内核结构,效率非常高,没有微内核那样各个模块之间的通讯损耗,但是又不能方便的对内核进行改动,可扩展性和可维护性比较差,内核模块提供了一种动态加载代码的方式,弥补了宏内核的不足。
" Linux 内核地址空间布局 " 对应代码在 Linux 内核源码的 linux-4.12\arch\arm64\include\asm\memory.h#66 位置 ;
Linux的initcall是一种初始化调用的机制,它在Linux内核启动过程中用于执行一系列的初始化任务。initcall机制向Linux内核注册了多组回调函数,这些函数在系统初始化时按照预定的顺序被调用。initcall的主要目的是对设备、内核子系统等进行初始化,以确保系统能够正常运行。
Linux内核通过一个被称为进程描述符的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。
在上一篇博客 【Linux 内核】进程优先级与调度策略 ① ( SCHED_FIFO 调度策略 | SCHED_RR 调度策略 | 进程优先级 ) 中 , 简单介绍了 " 进程调度策略 " 与 " 进程优先级 " 概念 , 本篇博客开始继续介绍进程调度的代码细节 ;
静态加载, 把驱动模块编进内核, 在内核启动时加载 动态加载, 把驱动模块编为ko, 在内核启动后,需要用时加载
"本学期给研一小鲜肉们上Linux内核课程,发现内核代码具有激活学生们潜质的功效。前一段时间贺东升同学对内核第一宏的分析,不仅在读者中产生共鸣,更重要的是贺同学内在沉睡的潜质被激活,而max()宏的深入分析,让梁同学不能罢手,在深入代码的过程中,也是不断的唤醒沉睡的潜力。本篇对max()宏的全面梳理,我看完第一稿,以为是老手所为,实际上,也是菜鸟戴同学从旁观者给梁同学的一臂之力,使得整个的max()宏的分析和演变有了一个完满的结局。"
一、Linux内核概览 Linux是一个一体化内核(monolithic kernel)系统。 设备驱动程序可以完全访问硬件。 Linux内的设备驱动程序可以方便地以模块化(modularize)的形式设置,并在系统运行期间可直接装载或卸载。 1. linux内核 linux操作系统是一个用来和硬件打交道并为用户程序提供一个有限服务集的低级支撑软件。 一个计算机系统是一个硬件和软件的共生体,它们互相依赖,不可分割。 计算机的硬件,含有外围设备、处理器、内存、硬盘和其他的电子设备组成计算机的发动机。 但是没有软件来操作和控制它,自身是不能工作的。 完成这个控制工作的软件就称为操作系统,在Linux的术语中被称为“内核”,也可以称为“核心”。 Linux内核的主要模块(或组件)分以下几个部分: . 进程管理(process management) . 定时器(timer) . 中断管理(interrupt management) . 内存管理(memory management) . 模块管理(module management) . 虚拟文件系统接口(VFS layer) . 文件系统(file system) . 设备驱动程序(device driver) . 进程间通信(inter-process communication) . 网络管理(network management . 系统启动(system init)等操作系统功能的实现。 2. linux内核版本号 Linux内核使用三种不同的版本编号方式。 . 第一种方式用于1.0版本之前(包括1.0)。 第一个版本是0.01,紧接着是0.02、0.03、0.10、0.11、0.12、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99和之后的1.0。 . 第二种方式用于1.0之后到2.6,数字由三部分“A.B.C”,A代表主版本号,B代表次主版本号,C代表较小的末版本号。 只有在内核发生很大变化时(历史上只发生过两次,1994年的1.0,1996年的2.0),A才变化。 可以通过数字B来判断Linux是否稳定,偶数的B代表稳定版,奇数的B代表开发版。C代表一些bug修复,安全更新,新特性和驱动的次数。 以版本2.4.0为例,2代表主版本号,4代表次版本号,0代表改动较小的末版本号。 在版本号中,序号的第二位为偶数的版本表明这是一个可以使用的稳定版本,如2.2.5; 而序号的第二位为奇数的版本一般有一些新的东西加入,是个不一定很稳定的测试版本,如2.3.1。 这样稳定版本来源于上一个测试版升级版本号,而一个稳定版本发展到完全成熟后就不再发展。 . 第三种方式从2004年2.6.0版本开始,使用一种“time-based”的方式。 3.0版本之前,是一种“A.B.C.D”的格式。 七年里,前两个数字A.B即“2.6”保持不变,C随着新版本的发布而增加,D代表一些bug修复,安全更新,添加新特性和驱动的次数。 3.0版本之后是“A.B.C”格式,B随着新版本的发布而增加,C代表一些bug修复,安全更新,新特性和驱动的次数。 第三种方式中不使用偶数代表稳定版,奇数代表开发版这样的命名方式。 举个例子:3.7.0代表的不是开发版,而是稳定版! linux内核升级时间图谱如下:
" Linux 应用进程 " 可以根据 " Linux 内核 " 提供的 " 调度策略 " 选择 " 调度器 " ;
上一篇博客 【Linux 内核 内存管理】分区伙伴分配器 ① ( 分区伙伴分配器源码数据结构 | free_area 空闲区域数组 | MAX_ORDER 宏定义 | 空闲区域的页最大阶数 ) 中 ,
几乎每个Linux驱动都有个module_init(与module_exit的定义在Init.h (/include/linux) 中)。没错,驱动的加载就靠它。为什么需要这样一个宏?原因是按照一般的编程想法,各部分的初始化函数会在一个固定的函数里调用比如:
尽管vmalloc函数族可用于从高端内存域向内核映射页帧(这些在内核空间中通常是无法直接看到的), 但这并不是这些函数的实际用途.
红黑树(Red-Black Tree,RBT)是一种平衡的二叉查找树,前面的红黑树原理与实现这篇文章中详细介绍了红黑树的细节。在Linux的内核源代码中已经给我们实现了一棵红黑树,我们可以方便地拿过来进行使用。本文将参考Linux内核的源码和文档资料,介绍Linux内核中红黑树的实现细节及使用方法。
如果要使用 " 内存屏障 " , 如 : 禁止 内核 抢占 " 方法保护临界区 " :
本篇继续安全系列之介绍,继续学习linux安全!,上期学习了android系统构建介绍,下期将会了解用户空间之安全。
在内核初始化完成之后, 内存管理的责任就由伙伴系统来承担. 伙伴系统基于一种相对简单然而令人吃惊的强大算法.
大家好,我是程栩,一个专注于性能的大厂程序员,分享包括但不限于计算机体系结构、性能优化、云原生的知识。
" ARM64 架构 " 中 , Linux 系统的 " 内核虚拟地址 “ 与 ” 用户虚拟地址 " 是等同的 ;
上一篇介绍了linux驱动的概念,以及linux下设备驱动的基本分类情况及其各个分类的依据和差异,这一篇我们来描述如何写一个类似hello world的简单测试驱动程序。而这个驱动的唯一功能就是输出hello world。 在编写具体的实例之前,我们先来了解下linux内核下调试程序的一个重要函数printk以及几个重要概念。 printk类似c语言的printf,是内核中输出打印信息的函数。以后驱动调试中的重要性不言而喻,下面先做一个简单介绍。 printk的级别 日志级别一共有8个级别,printk
作为最广为人知的开源项目之一,Linux 已经被证明是一个安全,可信和稳定的软件,全世界数千人对它进行研究,攻击和打补丁。 不出所料,Linux 内核是 Android 操作系统的基础[3]。 Android 不仅依赖于 Linux 的进程,内存和文件系统管理,它也是 Android 安全架构中最重要的组件之一。 在 Android 中,Linux 内核负责配置应用沙盒,以及规范一些权限。
Linux内核中使用 task_struct 结构来表示一个进程,这个结构体保存了进程的所有信息,所以它非常庞大,在讲解Linux内核的进程管理,我们有必要先分析这个 task_struct 中的各项成员
上周在儿童医院给小小看病等待叫号的间隙,收到了Netfilter邮件列表的推送消息,一览了ipset最新的6.23版本的新特性,很多正是我目前所需要的,特别是timeout和skbinfo参数的支持,具体的详情请自行查看manual,如果不想看那么多,我这里简单的贴一下:
设备驱动程序是软件概念和硬件电路之间的一个抽象层,软件操作硬件的关键就是对寄存器的操作。笔者使用的S5PV210是IO与内存统一编址的,在裸机中直接操作IO端口的物理地址,而在驱动中必须使用虚拟地址。直接基于IO的虚拟地址用指针解引用的方式来读写有两种方式,静态映射和动态映射。除了可以直接将指针解引用的方式,内核中提供了专用的读写接口来读写寄存器。考虑到GPIO作为硬件资源,存在着被多个驱动使用,还有复用的问题,所以内核提供了GPIO驱动gpiolib框架来统一管控GPIO资源,gpiolib在内核中作为一个驱动所实现。
链接:https://blog.csdn.net/dog250/article/details/96362789
在linux内核中封装了一个通用的双向链表库,这个通用的链表库有很好的扩展性和封装性,它给我们提供了一个固定的指针域结构体,我们在使用的时候,只需要在我们定义的数据域结构体中包含这个指针域结构体就可以了,具体的实现、链接并不需要我们关心,只要调用提供给我们的相关接口就可以完成了。
与硬件相关的代码全部放在 arch(architecture 一词的缩写,即体系结构相关)目录下。
在32bit中的Linux内核中一般采用3层映射模型,第1层是页面目录(PGD),第2层是页面中间目录(PMD),第3层才是页面映射表(PTE)。但在ARM32系统中只用到两层映射,因此在实际代码中就要3层映射模型中合并一层。在ARM32架构中,可以按段(section)来映射,这时采用单层映射模式。使用页面映射需要两层映射结构,页面的选择可以是64KB的大页面或4KB的小页面,如图2.4所示。Linux内核通常使用4KB大小的小页面。
我就知道有人会这么说,然而那样就成了一篇议论文了,而我只是想写一篇随笔。所以,不管事实是不是那样,反正我就是觉得Windows,MacOS,iOS都很流畅,而Linux,Android却很卡。当然了,这里说的是GUI,如果考量点换成是Web服务的吞吐和时延,那估计结论要反过来了,不过那是客户端程序感觉到的事,作为人,who cares!
Linux 内核中 , 通过 bitmap 管理 CPU 处理器 , 并且在 Linux 源码中的 linux-5.6.18\include\linux\cpumask.h 头文件源码中 , 定义了 CPU 的四种状态 :
ftrace(FunctionTracer)是Linux内核的一个跟踪框架,它从2008年10月9日发布的内核版本2.6.27开始并入Linux内核主线[1]。官方文档[2]中的描述大致翻译如下:
6) bool __blk_end_request_cur(struct request *rq, int error)
函数介绍:local_irq_enable函数用于将CPSR寄存器中的中断使能位设为1,从而使得CPU能够响应中断。
上篇文章介绍了电容触摸驱动的编写,包括设备树的修改和驱动程序(IIC驱动+中断+input子系统),并通过将触摸坐标值实时打印出来的方式,对触摸功能进行测试。
本系列文章将重点学习分析进程的相关内容,包括进程的基本概念,进程的创建,fork,vfork,clone等系统调用是如何创建进程的,linux内核是如何描述一个进程的,以及进程的调度算法学习,比如CFS调度算法等相关内容。
现在的计算机都是多核对称的cpu处理器,本文通过liunx内核2.6.0代码来分析在多核处理器下,如何使用自旋锁和抢占来进行高效的内核运转。 如果正在内核中运行着的任务此时可以抢占另外一个内核执行的任务,比如说有一个优先级很高的任务想去抢占内核中正在运行的任务,在linux2.6之前是没有实现的。 在2.6版本的内核中,加入了抢占相关的信息,在preempt.h头文件里,定义了一个preempt_count如果这个count大于零表示不可以被抢占,如果等于零,表示可以被抢占。
这几天在看 ipvs 相关代码的时候又遇到了 netlink 的事情,所以这两天花了点时间重新把 netlink 的事情梳理了一下。
从上图可以看到Linux系统将各异的设备分为三大类:字符设备,块设备和网络设备。内核针对每一类设备都提供了对应驱动模型架构,包括基本的内核设施和文件系统接口。
首发平台:微信公众号baiwenkeji 很多人在做触摸屏驱动实验,移植tslib库时,可能会出现错误提示“selected device is not a touchscreen I understand”
经过若干天的反复测试,搜索。终于成功利用 Qemu 在 u-boot 下引导 ARM Linux 4.7.3 内核。如下详细解释整个构建过程。
Intel 微处理器的段机制是从8086 开始提出的, 那时引入的段机制解决了从CPU 内部 16 位地址到20 位实地址的转换。为了保持这种兼容性,386 仍然使用段机制,但比以前复杂。 因此,Linux 内核的设计并没有全部采用Intel 所提供的段方案,仅仅有限度地使用 了一下分段机制。这不仅简化了Linux 内核的设计,而且为把Linux 移植到其他平台创造了 条件,因为很多RISC 处理器并不支持段机制。但是,对段机制相关知识的了解是进入Linux 内核的必经之路。
在Linux中,可以对GPIO进行相关的控制,具体的做法就是利用字符设备驱动程序对相关的gpio进行控制。由于操作系统的限制,在Linux上又无法直接在应用程序的层面上对底层的硬件进行操作。本文主要通过一个点亮红外灯的实例,再次理解Linux下的应用程序与驱动程序的交互,同时加深驱动程序编写流程的理解。
中 , 简单介绍了 进程优先级概念 , 本篇博客中开始介绍 Linux 内核中优先级相关源码 ;
在学校的时候泛泛读过一遍 apue,其中的部分知识只是有个大概印象,其实我个人对底层技术还是有热情和追求的 哈哈,打算把经典的书籍结合遇到的场景重读一遍,先拿 Linux 文件系统练习下。代码参考的是Linux早期的代码,没有现代内核的高级特性,VFS这部分只有介绍。
硬件定时器产生的周期性中断,中断频率就是系统频率(拍率)。系统拍率可以设置,单位是HZ,可在编译内核时通过图形化界面设置,设置路径如下:Kernel Features -> Timer frequency([=y])
因为LINUX操作系统的流行,Linus 已经成为地球人都知道的名人。虽然大家可能都听过钱钟书先生的名言:“假如你吃个鸡蛋觉得味道不错,又何必认识那个下蛋的母鸡呢?” 但是如果真是遇到一个“特别显赫”
本文内容由公众号“格友”原创分享。 1、引言 (不羁的大神,连竖中指都这么帅) 因为LINUX操作系统的流行,Linus 已经成为地球人都知道的名人。虽然大家可能都听过钱钟书先生的名言:“假如你吃个鸡
Socket的英文原本意思是 孔 或 插座。但在计算机科学中通常被称作为 套接字,主要用于相同机器的不同进程间或者不同机器间的通信。Socket的使用很多网络编程的书籍都有介绍,所以本文不打算介绍Socket的使用,只讨论Socket的具体实现,所以如果对Socket不太了解的同学可以先查阅Socket相关的资料或者书籍。
转自 | 格友 作者 | 格蠹老雷 因为LINUX操作系统的流行,Linus 已经成为地球人都知道的名人。虽然大家可能都听过钱钟书先生的名言:“假如你吃个鸡蛋觉得味道不错,又何必认识那个下蛋的母鸡呢?
根据给定的文章内容,撰写摘要总结。
在Linux 内核编程中,会经常见到一个宏函数container_of(ptr,type,member)。已知结构体type的成员member的地址ptr,求结结构体type的起始地址。
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