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linux内核设计与实现

一. linux内核简介 1. linux简介 1.1 unix特点 unix很简洁,仅提供几百个系统调用,并有非常明确设计目的 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fork调用 提供了简洁但是稳定进程间通讯原语 1.2 unix和linux linux克隆unix,但不是unix linux借鉴了unix很多设计...,并且实现了 unixapi linux没有直接使用unix源代码,但完整表达了unix设计目标并保证编程接口一致 2....线程在linux实现 4.1 liunx线程概述 一组线程共享进程内内存地址空间,打开文件和其他资源 线程机制支持并发程序设计技术,多处理器上保证真正并行处理 linux实现线程机制非常独特...,存储在sys_call——table中,以体系结构有关 linux内核设计优化简洁,上下文切换时间极快,操作系统执行效率高 2.

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概要设计艺术

前言 由码代码到软件设计,所需要思维方法发生了变化,某些在码代码时占比比较小思维方法在软件设计中变得至关重要。 软件概要设计刚开始学习不久,本文仅仅基于本人当前认识。...概要设计关注是组件结构,相互关系以及设计原则和指导方针。 概要设计艺术 在进行概要设计时需要从抽象、图表、文档三方面进行思考。 抽象 抽象是寻找事务最本质特征过程。...以前写过一篇抽象文章,就抽象这个概念进行了一些讨论,此次关注是抽象在概要设计时所起到启发作用。 譬如设计一个用户服务,最终设计图如下: ?...这是经常看到架构图/设计图,但是设计图里已经将所有的可能都确定了,就像数学题直接给出了答案,无助于了解设计过程。 真正有助于启发是在更高一层抽象上思考服务设计。 ?...图表 码代码只需要在头脑中就可以思考所有的情况,然后具现为代码,因为这是单人完成任务。概要设计则不然,设计完成之后还需要由其他人将其实现。因此设计沟通属性更强一些。 图表就是利于沟通强大工具。

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概要设计艺术

前言 由码代码到软件设计,所需要思维方法发生了变化,某些在码代码时占比比较小思维方法在软件设计中变得至关重要。 软件概要设计刚开始学习不久,本文仅仅基于本人当前认识。...软件设计时工程师面临更加复杂情况。...概要设计关注是组件结构,相互关系以及设计原则和指导方针。 概要设计艺术 在进行概要设计时需要从抽象、图表、文档三方面进行思考。 抽象 抽象是寻找事务最本质特征过程。...譬如设计一个用户服务,最终设计图如下: 这是经常看到架构图/设计图,但是设计图里已经将所有的可能都确定了,就像数学题直接给出了答案,无助于了解设计过程。...图表 码代码只需要在头脑中就可以思考所有的情况,然后具现为代码,因为这是单人完成任务。概要设计则不然,设计完成之后还需要由其他人将其实现。因此设计沟通属性更强一些。 图表就是利于沟通强大工具。

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Linux内核设计基础(十)之内核开发与总结

(1)Linux层次结构: (2)Linux内核组成: 主要由进程调度(SCHED)、内存管理(MM)、虚拟文件系统(VFS)、网络接口(NET)和进程间通信(IPC)等5个子系统组成。...(3)与Unix差异: Linux支持动态载入内核模块 支持对称多处理(SMP)机制 Linux内核能够抢占 Linux内核并不区分线程和其它一般进程 Linux提供具有设备类面向对象设备模型、...热插拔事件,以及用户空间设备文件系统(sysfs) (4)内核开发特点: 内核编程时既不能訪问C库也不能訪问标准C头文件 内核编程时必须使用GNU C 内核编程时缺乏像用户空间那样内存保护机制...内核编程时难以运行浮点运算 内核给每一个进程仅仅有一个非常小定长堆栈 因为内核支持异步中断、抢占和SMP,因此必须时刻注意同步和并发 要考虑可移植性重要性 (5)模块编写及执行: 来个Hello...#include #include #include /* * hello_init 初始化函数,当模块装载时被调用

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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...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 : 客户端没有所需特权 | Windows 中配置 7z 命令行执行解压操作 ) 博客 ;...不同版本 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同 , 新版本可能会增加新系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本设备文件都是相同 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用

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查看linux版本内核 Linux内核版本变化

linux内核 linux内核版本号格式  major.minor.patch-build.desc   1、major:表示主版本号,有结构性变化时才变更。   ...Linux内核版本变化 自从1991年9月17日,Linus Torvals正式宣布了 Linux第一个正式版本—0.02版本,到现在,Linux内核版本发生了一系列变化,新旧版本之间时间间隔是几个月甚至几个星期...从Linux诞生开始,Linux内核就从来没有停止过升级,从Linus第一次发布0.02版本到1999年具有里程碑意义2.2版本,一直到我们现在看到2.4版本,都凝聚了Linux内核开发人员大量辛苦劳动...现在Linux内核里已经开始了这方面的支持。...4.小内核 · 内核本来就很小:Linux整个内核源代码大概需要占用20多MB硬盘空间,但是编译出来二进制代码只占用600KB左右空间,完全可以放在一张软盘上,随时可以使用这张软盘将系统启动

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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...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 版本内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...参考 【错误记录】解压 Linux 内核报错 ( Can not create symbolic link : 客户端没有所需特权 | Windows 中配置 7z 命令行执行解压操作 ) 博客 ;...不同版本 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同 , 新版本可能会增加新系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本设备文件都是相同 , 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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Linux内核设计与实现》第3版

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内核设计与实现,涵盖了从核心内核系统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鸿沟。...能够带领读者快速走进linux内核世界,真正开发内核代码。     如果你是一名linux内核爱好者,本书内容可以帮助你大显身手。如果你是一名普通程序员,本书内容将会拓宽你编程思路。...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内容 ·调试linux内核技巧 ·内核同步和锁机制深度描述 ·提交内核补丁以及参与linux

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读书笔记|Linux内核设计与实现

这本书属于学习Linux内核原理必读推荐书目之一!...对Linux内核设计原理进行了细致说明,也有具体实现部分介绍,结合源码能很好理解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; 2、...根据《Linux内核设计与实现》说明,CPU在某个任何特定时间点上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。 上面提到驱动程序注册。一般是由模块初始化函数来实现。...(2)存储微页转换表。 MMU/Cache line CPU L1/L2高速缓存 页高速缓存:Linux内核实现磁盘缓存,主要用来减少对磁盘I/O操作。

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Linux命令行艺术

熟练使用命令行是一种常常被忽视或被认为难以掌握技能,但实际上,它可以提高你作为工程师灵活性以及生产力。本文是一份我在 Linux 上工作时发现一些关于命令行使用小技巧摘要。...每个小技巧在某个特定情境下都是基本或能够显著地节约时间。 本文为 Linux 所写,除了仅限 MacOS X 系统节。...学会使用 apt-get,yum,dnf 或 pacman (取决于你使用 Linux 发行版)来查找或安装软件包。...若要了解内存状态,运行并理解 free 和 vmstat 输出。尤其注意“cached”值,它指的是 Linux 内核用来作为文件缓存内存大小,因此它与空闲内存无关。...:套接字数据 dmesg:引导及系统错误信息 sysctl: 在内核运行时动态地查看和修改内核运行参数 hdparm:SATA/ATA 磁盘更改及性能分析 lsb_release:Linux 发行版信息

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linux内核编程_linux内核是什么

内核——操作系统内在核心 设备驱动程序 启动引导程序 命令行shell 其他种类用户界面—-操作系统外在表象 基本文件管理工具和系统工具 Linux内核组成 Linux内核源代码目录结构是什么...Linux 每个进程享有4GB内存空间,0~3GB属于用户空间,3~4GB属于内核空间 虚拟文件系统有什么作用?...只能通过系统调用和硬件中断完成 Linux内核编译及加载 内核配置系统由哪既部分组成? Makefile:分布在Linux 内核源代码中Makefile,定义Linux 内核编译规则。...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? 将编写源代码复制到Linux 内核源代码相应目录。...次引导加载程序加载Linux内核和可选初始RAM 磁盘,将控制权交给Linux内核源代码。 运行被加载内核,并启动用户空间应用程序。

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Linux 命令行艺术

Linux 命令行艺术 熟练使用命令行是一种常常被忽视,或被认为难以掌握技能,但实际上,它会提高你作为工程师灵活性以及生产力。...本文是一份我在 Linux 上工作时,发现一些命令行使用技巧摘要。有些技巧非常基础,而另一些则相当复杂,甚至晦涩难懂。...值得留意是“cached”值,它指的是 Linux 内核用来作为文件缓存内存大小,而与空闲内存无关。...:系统历史数据 iftop 或 nethogs:套接字及进程网络利用情况 ss:套接字数据 dmesg:引导及系统错误信息 sysctl: 在内核运行时动态地查看和修改内核运行参数 hdparm:SATA...注意 OS X 系统是基于 BSD UNIX ,许多命令(例如 ps,ls,tail,awk,sed)都和 Linux 中有微妙不同( Linux 很大程度上受到了 System V-style Unix

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LINUX内核

一、Linux内核2.6特点: 1.新调度器 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代码,每种平台占一个相应目录。如i386,arm,powerpc,mips等。...:头文件,与系统相关头文件放在include/Linux下。...模块 16)sound:ALSA,OSS音频中设备核心代码和常用设备驱动 17)usr:实现了用于打包和压缩CPIO等 2.LINUX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控制转移

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【讨论】Linux kernel 设计是否已经过时?微内核

在开源中国看到“Linux kernel 设计是否已经过时?”这个题目,正好有企业界朋友问到L4 基于微内核操作系统怎么样。微内核与宏内核争论似乎是永远的话题,只是看你站在什么角度。...但最近,reddit 上有人发起了一个话题,想知道 Linux 内核设计是否已经过时,并得到了一些有趣答案。...那 Linux 内核是否已经过时? 与 Windows、macOS、FreeBSD 内核设计相比,Linux 内核设计有没有在哪些方面比较先进?(注意,重点是设计先进,而不是哪一个更好)。...Linux kernel 对现代内核设计其实是非常了解,只是它选择了保持传统形式。 内核设计核心在于“安全/稳定”和“性能”之间关系。Microkernels(微内核)以性能为代价保证安全。...Linux 内核拥有如此多硬件支持,那么多公司支持开发,其他内核(不管设计得多炫酷)都不太可能赶得上。 例如,MINIX 具有良好设计和一些很棒功能,但硬件支持很少,几乎没有人为此平台开发。

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基于Linux内核时间轮算法设计实现【附代码】

时间轮算法基本思想 对于一个复杂软件系统,定时器对任务管理和调度至关重要,通常定时器管理已成为一个复杂系统重要基础设施。...因此需要一种更高效地管理定时器数据结构和算法,这里结合Linux内核中基于时间轮定时器管理器具体实现,介绍一种基于时间轮定时器管理算法。图1为时间轮基本结构: ?...以上面的例子为例,如果二级时间轮都是3位二进制编码(8个时间槽),那么总共可以管理时间范围为0 ~ 63,即64种Timeout定时器。 Linux内核采用多级时间轮。...事实上,它实现是一个很好空间换时间软件算法。参考Linux实现,具体代码如下: 首先定义如下宏: ? 2....基于Linux内核时间轮实现代码,可以在应用程序层面实现一个基于时间轮管理器。部分代码如下所示: ? ? ? ? TimerManager 类定义如下: ? ?

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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 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...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 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 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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Linux内核21-Linux内核中断处理过程

为了统一处理这些硬件,Linux内核使用了面向对象编程思想,构建了一个PIC对象,包含PIC名称和7个PIC标准方法。...我们更好理解,举一个具体实例,假设计算机是单核,带有2个8259A中断控制器,提供16个标准IRQ。...但是,万变不离其宗,核心设计思想没变。 多核系统中IRQ分配 我们知道SMP全称是对称多处理系统,这意味,Linux内核不应该对一个CPU有任何偏向。...因此,Linux2.6内核使用一个特定内核线程叫kirqd进行纠正IRQ自动分配(如果有必要的话)。...总结 其实内核经过这么多年发展,在实现方式上已经发生了很大变化。但是其基本思想没变。比如我们以Linux4.4.203内核对于中断处理为例,与上面的处理过程进行比较,理解其主要变化。

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Linux 内核 vs Windows 内核

---- Linux 设计 Linux 开山始祖是来自一位名叫 Linus Torvalds 芬兰小伙子,他在 1991 年用 C 语言写出了第一版 Linux 操作系统,那年他 22 岁。...Linux 内核设计理念主要有这几个点: MutiTask,多任务 SMP,对称多处理 ELF,可执行文件链接格式 Monolithic Kernel,宏内核 MutiTask MutiTask 意思是多任务...---- Windows 设计 当今 Windows 7、Windows 10 使用内核叫 Windows NT,NT 全称叫 New Technology。...Windows NT 结构 Windows 和 Linux 一样,同样支持 MutiTask 和 SMP,但不同是,Windows 内核设计是混合型内核,在上图你可以看到内核中有一个 MicroKernel...,内核中抽象出了微内核概念,也就是内核中会有一个小型内核,其他模块就在这个基础上搭建,整个内核是个完整程序; Linux 内核设计是采用了宏内核,Windows 内核设计则是采用了混合内核

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