深度解析：Linux内核的进程调度机制
操作系统的核心职责之一是为运行在系统上的应用程序提供必要的资源，其中最为关键的资源之一便是CPU时间。在多任务环境中，必须有一种机制来决定哪个进程将获得CPU资源以及持续多长时间。这就是所谓的进程调度，而Linux作为一个广泛使用的多任务操作系统，其内核拥有复杂而高效的进程调度机制。 Linux内核的进程调度器（schedul...
Linux内核的SLAB内存管理机制
第一章: 引言 在探索Linux内核的深渊时，我们不可避免地会遇到内存管理这一庞大而复杂的领域。正如哲学家亚里士多德曾经指出的，“记忆是一切智慧的源泉”，在操作系统中，良好的内存管理同样是性能优化和系统稳定性的基石。 1.1 内存管理的重要性 内存管理是操作系统最核心的功能之一，它负责分配、管理和回收内存资源，确保系统的高效运行。然而，内存管理不仅仅是一项技术任务，它也是...
深入理解Linux内核内存管理机制与实现（下）
3.5释放的原理和细节用户空间malloc/free与内核之间的关系问题1：malloc:VSS , RSSp = malloc(100M);//分配过程1.在进程的堆中找到一个空闲地址，比如1G，创建一个VMA(virtual memoryarea),权限可读写;2.将p=1G~1G+100M全部映射到零页(标记为只读)；3.当读p虚拟内存的时候，全部返回0，实际上任何内存都未分配;4.当写内....
深入理解Linux内核内存管理机制与实现（上）
Linux内核的内存管理机制是通过使用虚拟内存来管理系统中的物理内存。虚拟内存将进程的地址空间划分为多个页面，每个页面大小通常为4KB或更大。这些页面被映射到物理内存或者交换空间上。Linux使用了分页机制来实现虚拟内存管理。每个进程都有自己独立的页表，用于将虚拟地址转换成物理地址。当进程访问一个尚未映射到物理内存的虚拟地址时，发生缺页异常，操作系统会根据需要从磁盘上加载相应的数据，并进行页面映....
深入理解Linux内核I/O机制：探索文件系统与设备驱动（下）
2.4文件和目录操作的系统函数Linux提供一些文件和目录操作的常用系统函数，文件操作命令比如ls,cp,mv等都是基于这些系统调用实现的。stat:读取文件的inode, 把inode中的各种文件属性填入struct stat结构体返回；假如读一个文件/opt/file，其查找顺序是：1.读出inode表中第2项，也就是根目录的inode，从中找出根目录数据块的位置2.从根目录的数据块中找出文....
深入理解Linux内核I/O机制：探索文件系统与设备驱动（上）
Linux内核的I/O机制是指用于处理输入输出操作的一系列技术和算法。这些机制和技术共同构成了Linux内核的I/O机制，提供了丰富而灵活的输入输出功能，满足不同应用场景下的需求。在业务执行过程中，常伴随大量的IO操作，如果IO操作和CPU消耗不能合理安排，将会导致整体业务执行效率低下，用户体验极差。比如手机启动过程，有大量CPU消耗和IO操作。在Linux中，I/O机制主要包括以下几个方面：文....
深入理解Linux内核进程CPU负载均衡机制（下）
1.6如何均衡要实现多核系统的负载均衡，主要依靠 task 在不同 CPU 之间的迁移（migration），也就是将一个 task 从负载较重的 CPU 上转移到负载相对较轻的 CPU 上去执行。从 CPU 的 runqueue 上取下来的这个动作，称为 "pull"，放到另一个 CPU 的 runqueue 上去，则称之为 "push"。但是迁移是有代价的，而且这个迁移的代价还不一样。AMP....
深入理解Linux内核进程CPU负载均衡机制（上）
Linux内核中的CPU负载均衡机制是通过任务调度器来实现的。任务调度器负责将进程和线程分配到不同的CPU核心上执行，以实现负载均衡，Linux内核使用了一种叫做"完全公平调度"（Completely Fair Scheduler, CFS）的调度算法来实现任务的均衡分配，CFS将系统中所有可运行的任务都看作是一个红黑树，并按照每个任务占用CPU时间的比例进行排序。当有新的任务需要被调度时，CF....
深度剖析Linux内核同步机制：实现高效可靠的并发编程
前言：非常早之前就接触过同步这个概念了，可是一直都非常模糊。没有深入地学习了解过，最近有时间了，就花时间研习了一下《linux内核标准教程》和《深入linux设备驱动程序内核机制》这两本书的相关章节。趁刚看完，就把相关的内容总结一下。为了弄清楚什么事同步机制，必需要弄明确下面三个问题：什么是相互排斥与同步？为什么须要同步机制？Linux内核提供哪些方法用于实现相互排斥与同步的机制？1、什么是相互....
Linux内核35-Completion机制
每一种技术的出现必然是因为某种需求。正因为人的本性是贪婪的，所以科技的创新才能日新月异。1 Completion机制的工作原理内核编程中的一个常见模式就是在当前进程中，再去启动另外一个活动，比如创建新的内核线程或用户进程、向已存在的进程发起请求、再或者操作某些硬件。针对这些情况，内核当然可以尝试使用信号量同步两个任务，代码如下所示：struct semaphore sem; init_MUTEX....
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