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Linux是一個(gè)開(kāi)放源代碼操作系統(tǒng)，其內(nèi)核代碼完全開(kāi)放，被譽(yù)為開(kāi)源社區(qū)中的明珠。Linux內(nèi)核代碼龐雜、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，理解和學(xué)習(xí)Linux內(nèi)核代碼是一個(gè)頗為艱難的過(guò)程。本文將深入剖析Linux內(nèi)核的源代碼，希望能夠幫助讀者更好地理解Linux內(nèi)核。
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一、Linux內(nèi)核源代碼概述
Linux內(nèi)核源代碼由眾多的文件組成，其主要目錄結(jié)構(gòu)如下：
– arch：包含每種硬件體系結(jié)構(gòu)的相關(guān)文件，如x86、ARM等。
– block：包含塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序及相關(guān)模塊。
– crypto：包含加密算法實(shí)現(xiàn)。
– drivers：包含對(duì)硬件設(shè)備的控制驅(qū)動(dòng)程序。
– firmware：包含與驅(qū)動(dòng)程序相關(guān)的固件。
– fs：包含所有的文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
– include：包含Linux內(nèi)核的頭文件。
– init：包含內(nèi)核啟動(dòng)代碼。
– ipc：包含進(jìn)程間通信機(jī)制，如信號(hào)量、消息隊(duì)列等。
– kernel：包含與內(nèi)核基礎(chǔ)功能相關(guān)的代碼，如調(diào)度程序、中斷處理等。
– lib：包含不屬于內(nèi)核基礎(chǔ)功能但又被許多程序使用的通用函數(shù)庫(kù)。
– mm：包含所有與內(nèi)存管理相關(guān)的代碼。
– net：包含與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的代碼，如協(xié)議棧、套接字等。
– samples：包含一些示例代碼。
– scripts：包含內(nèi)核構(gòu)建過(guò)程所需的腳本文件。
– security：包含安全模塊、SELinux等。
– sound：包含聲卡驅(qū)動(dòng)程序。
– tools：包含一些簡(jiǎn)單的工具程序。
– usr：包含一些用戶(hù)空間工具，如init、login等。
上述結(jié)構(gòu)僅為大概示意，其子目錄和文件數(shù)量都非常龐雜。由于Linux內(nèi)核源代碼的復(fù)雜性，學(xué)習(xí)Linux內(nèi)核需要具備編程基礎(chǔ)和一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法基礎(chǔ)，才能更好地理解和學(xué)習(xí)。
二、Linux內(nèi)核中常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
Linux內(nèi)核使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常常與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有所不同，由此可見(jiàn)其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的巧妙性和高可擴(kuò)展性。
(1)鏈表
鏈表是操作系統(tǒng)中常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以快速添加和刪除元素。Linux內(nèi)核中的鏈表可以分為兩種：
– 單向鏈表：是一種簡(jiǎn)單的鏈表結(jié)構(gòu)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包含一個(gè)指向下一個(gè)元素的指針。
– 雙向鏈表：是一種較為復(fù)雜的鏈表結(jié)構(gòu)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包含指向上一個(gè)節(jié)點(diǎn)和下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針。
Linux內(nèi)核中對(duì)鏈表的操作函數(shù)包括：
– INIT_LIST_HEAD：初始化鏈表頭。
– list_add：將元素添加到鏈表頭部。
– list_add_tl：將元素添加到鏈表尾部。
– list_del：將元素從鏈表中刪除。
(2)紅黑樹(shù)
紅黑樹(shù)是一種自平衡的二叉查找樹(shù)，具有較好的插入、刪除、查找等時(shí)間復(fù)雜度。Linux內(nèi)核中的紅黑樹(shù)被廣泛用于全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如文件系統(tǒng)、進(jìn)程調(diào)度等。
(3)哈希表
哈希表是一種用于快速查找和插入的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它將元素映射到一個(gè)桶數(shù)組中。Linux內(nèi)核中的哈希表通過(guò)將所有元素映射到不同的桶中，可以保證元素的快速查找和插入。
三、Linux內(nèi)核中的進(jìn)程調(diào)度
進(jìn)程調(diào)度是操作系統(tǒng)中非常重要的一部分，其目的是確保每個(gè)進(jìn)程都能夠有足夠的CPU時(shí)間執(zhí)行，并且使得CPU利用率更大化。Linux內(nèi)核中的進(jìn)程調(diào)度采用了多種算法，其中最為常見(jiàn)的是完全公平調(diào)度（CFS）算法。
完全公平調(diào)度是一種基于時(shí)間片的調(diào)度算法，其核心思想是讓每個(gè)進(jìn)程在相等的時(shí)間內(nèi)占用CPU。當(dāng)有多個(gè)進(jìn)程同時(shí)需要運(yùn)行時(shí)，CFS算法將CPU時(shí)間平均分配給它們，以避免某些進(jìn)程過(guò)度占用資源。同時(shí)，CFS算法還考慮了進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)、運(yùn)行狀態(tài)等因素，以確保系統(tǒng)對(duì)于不同類(lèi)型的進(jìn)程能夠有針對(duì)性地進(jìn)行調(diào)度。
四、Linux內(nèi)核中的內(nèi)存管理
內(nèi)存是系統(tǒng)中最寶貴的資源之一，Linux內(nèi)核中對(duì)于內(nèi)存的管理相當(dāng)重要。內(nèi)存管理的主要目的是為進(jìn)程分配合適的內(nèi)存空間，并保證內(nèi)核能夠高效地管理系統(tǒng)內(nèi)存。
Linux內(nèi)核中的內(nèi)存管理主要包括以下幾個(gè)方面：
(1)物理內(nèi)存管理：Linux內(nèi)核中使用了眾多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，如伙伴系統(tǒng)、插入式頁(yè)分配等，來(lái)實(shí)現(xiàn)物理內(nèi)存的管理。
(2)虛擬內(nèi)存管理：Linux內(nèi)核中的虛擬內(nèi)存是一種將物理內(nèi)存和磁盤(pán)空間統(tǒng)一起來(lái)的抽象機(jī)制，其核心組成是頁(yè)表。
(3)進(jìn)程內(nèi)存管理：Linux內(nèi)核中通過(guò)分配和釋放頁(yè)框并將頁(yè)框映射到對(duì)應(yīng)的虛擬地址空間，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)程內(nèi)存的管理。
(4)內(nèi)存映射文件：Linux內(nèi)核中通過(guò)內(nèi)存映射文件的方式，將磁盤(pán)中的文件映射到進(jìn)程的虛擬內(nèi)存空間，以實(shí)現(xiàn)文件IO的高效處理。
五、Linux內(nèi)核的驅(qū)動(dòng)框架
Linux內(nèi)核中的驅(qū)動(dòng)框架是實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的重要組成部分。內(nèi)核提供了大量的設(shè)備驅(qū)動(dòng)支持，以供不同類(lèi)型的硬件設(shè)備使用，如網(wǎng)絡(luò)接口卡、聲卡、USB接口、磁盤(pán)等。
在Linux內(nèi)核中，驅(qū)動(dòng)程序被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)內(nèi)核模塊，其核心是設(shè)備驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)體和對(duì)應(yīng)的操作函數(shù)。設(shè)備驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)體包含了驅(qū)動(dòng)程序的所有信息，而操作函數(shù)則負(fù)責(zé)具體的設(shè)備操作，如讀取、寫(xiě)入等。
Linux內(nèi)核中的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)需要掌握一些特定的技能，如正確使用設(shè)備節(jié)點(diǎn)、驅(qū)動(dòng)中斷處理程序等。
六、
Linux內(nèi)核源代碼龐雜、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，理解和學(xué)習(xí)有一定難度，但是掌握了Linux內(nèi)核源代碼的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，就可以更好地理解和分析Linux內(nèi)核。本文從Linux內(nèi)核源代碼的概述、常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存管理、驅(qū)動(dòng)框架等方面進(jìn)行了介紹，希望讀者可以通過(guò)閱讀本文，更好地了解和掌握Linux內(nèi)核源代碼的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上深入學(xué)習(xí)和研究Linux內(nèi)核。
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linux下.bashrc為什么每次打開(kāi)終端都要source一下才有效，如何才能永遠(yuǎn)生效？
在當(dāng)前用戶(hù)目錄，增加一個(gè).profile文件，增明侍加以下內(nèi)容
# if running bash
if ; then
# include .bashrc if it exists
if ; then
. “$HOME/.bashrc”困亂
fi
fi
# set PATH so it includes user’激尺吵s private bin if it exists
if ; then
PATH=”$HOME/bin:$PATH”
fi
終端:
vi ~/.bash_profile
在.bash_profile文件拍襲的最末尾上加入如下語(yǔ)句:
if ; then
source ~/.bashrc
fi
保存。
這個(gè)我試過(guò)了可以。這樣改了.bash_profile以后，只要襲虧兄運(yùn)行一次 source .bash_profile就一勞永逸了。就不需要每次打空掘開(kāi)terminal每次運(yùn)行source .bashrc了。
換個(gè)地方寫(xiě)吧，網(wǎng)搜一下即芹巖可，這個(gè)配置文件不是開(kāi)機(jī)生效的，是臨時(shí)生效，所以才芹模要source一下。具體在哪個(gè)配置文件寫(xiě)我就忘了，搜一下就行嫌首緩。
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