1. 简介 通常来说，shell要启动一个新的程序，会先fork一个新进程，然后执行exec系统调用将替换新进程的执行程序。posix规定了posix_spawn函数，封装了fork+exec的过程，提供了更加高效的接口。 2. 追踪进程 2.1. 一个比hello world还简单的程序 C语言编程通常会以printf("hello world\n");作为第一个程序。这里写一个简单的程序来演示进程的创建、执行和退出。 main函数的返回值会被作为进程的退出码传递给exit系统调用，如果使用void main(void)，进程的退出值可能是不确定的，这里为了方便理解，使main函数的返回值为0。 1int main(void)...

1. kernel_clone kernel_clone是内核创建进程/线程的核心函数，如下功能都是通过调用kernel_clone实现的。 kernel_thread：创建内核进程 user_mode_thread：创建1号进程，1号进程的回调函数先是内核态的kernel_init，之后通过execve切换到用户进程 fork和clone系统调用：创建用户进程/线程 kernel_clone主要流程是copy_process函数实现task_struct结构的创建和初始化，而后通过wake_up_new_task将新进程/线程加入运行队列，并唤醒。详细流程见源码注释。 1/// kernel/sched/core.c 2/* 3...

1. 动态链接和静态链接 1.1. 编译命令 1aarch64-linux-gnu-gcc -o dummy_arm64 dummy.c 2aarch64-linux-gnu-gcc -static -o dummy_arm64_static dummy.c 1.2. 查看文件格式信息 1$ file dummy_arm64* 2dummy_arm64: ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-linux-aarch64.so.1,...

1. 运行队列：runqueue Linux内核使用运行队列来管理每个CPU上运行的任务，要运行的任务抽象成“调度实体”，调度实体可以是进程、线程或任务组。 对于cfs、rt、dl的任务，调度实体分别由struct sched_entity、struct sched_rt_entity、struct sched_dl_entity表示。这些结构体直接由struct task_struct包含。 1/// kernel/sched/sched.h 2DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues); 3 4#define cpu_rq(cpu)...

1. namespace简介 namespace是Linux提供的一种内核级别环境隔离的方法，很多编程语言也有namespace这样的功能，例如C++，Java等。编程语言的namespace是为了解决项目中能够在不同的命名空间里使用相同的函数名或者类名。而Linux的namespace也是为了实现资源能够在不同的命名空间里有相同的名称，比如在A命名空间有个pid为1的进程，而在B命名空间中也可以有一个pid为1的进程。 有了namespace就可以实现基本的容器功能，著名的Docker就是使用了namespace来实现资源隔离。 Linux支持多种资源的namespace： Type Parameter Linux...

1. 基本概念 Linux内核中没有使用单独的数据结构来描述进程和线程，而是将它们统一起来，使用task_struct结构体来描述，这就是“Linux不区分进程和线程”的来源。 内核态： 所有线程都由kthreadd创建，运行在内核态，由独立的task_sturct描述。内核中不区分进程和线程，为了方便区分，这里统称为内核线程 用户态： 单线程进程：仅有一个线程，也就是主线程，内核中由一个task_struct描述,进程id就是task_struct.pid。 多线程进程：包含多个线程，每个线程都有自己的task_struct，有几个线程（包含主线程）就会有几个task_struct，所有task_struct...

1. 总览 这里以ARM64为例。 在内核的起始阶段，还没有进程和线程的概念，在开启MMU之后，__primary_switched的第一步就是将init_task的地址写到sp_el0，这个时候就可以用get_current()或者curent获取到0号线程的task_struct了。在0号线程的上下文，完成调度器的相关初始化之后，创建1号和2号线程，然后开启调度器，init_task自此进入idle状态。 这里看几个概念： 0号线程：对应init_task结构体，名字为swapper，在多处理器中，名称为swapper/<id>，负责内核的一些基础的初始化工作。 1号线程：由0号线程创建，最初的函数为kernel_init，运...

1. 1号进程的内核态 1号进程首先运行在内核态，其函数是kernel_init，这里简单介绍一下其工作： 非bootcpu相关初始化 页分配器初始化的收尾工作 驱动子系统和设备树初始化 调用__initcall指定的初始化函数 挂载根文件系统 是否__init指定的内存 执行用户态init程序 2. 1号进程内核态到用户态的切换 kernel_init最后通过kernel_execve函数执行用户程序，完成内核态到用户态的切换。 这里以elf格式的init程序为例简单说明一下kernel_execve的工作流程：kernel_execve会申请新的mm_struct，记录init程序的代码段和数据段，将当前进程内核栈中记录的pc...

1. 2号线程kthreadd Linux内核规定，所有的线程必须由已存在的线程创建出来，也就是要求所有的task_struct都需要在已有的task_struct上复制出来。Linux可以通过kernel_thread来创建内核线程，这个函数会复制当前线程的task_struct。如果任由各个子系统或驱动自己调用kernel_thread来创建线程，那在创建内核线程时current所指向的task_struct是不确定的。为了解决这一问题，Linux内核将所有内核线程的创建交给固定的线程来做，这个线程就是2号线程kthreadd。 2. 内核线程创建的接口 内核为开发者提供了两个创建内核线程的宏kthread_create...

1. 进程状态切换 state value desc TASK_NEW 0x00000800 新建 TASK_RUNNING 0x00000000 就绪或占有cpu运行 TASK_INTERRUPTIBLE 0x00000001 可中断睡眠 TASK_UNINTERRUPTIBLE 0x00000002 不可中断睡眠 TASK_WAKEKILL 0x00000100 可以在stopped/traced/killable的情况下唤醒 TASK_WAKING 0x00000200 正在被唤醒 __TASK_STOPPED 0x00000004 和其他状态组合，用于唤醒包含此状态标记的进程 TASK_STOPPED 0x00000104...