Linux 内核源码解析

一、概述 操作系统是构建在硬件架构之上的，Linux 自然也不能幸免。目前，主要有两种类型的物理内存架构：UMA（Uniform Memory Access，一致性内存访问）架构和 NUMA （Non

我们在《Linux Kernel：内存管理之分页（Paging）》一文中介绍了内核启动时各级页表的创建。在那篇文章中，直接映射区只映射了 1GB 的物理内存。在本文中，我们将介绍直接映射区的完整构建过

一、概述 在以前的文章中，我们介绍了物理内存布局探测和 CPU 拓扑探测，本篇我们来介绍 NUMA 节点探测。在一个 NUMA 节点中，通常包括 CPU 和内存资源。所以 NUMA 节点探测的一个主要

五、CPU 拓扑探测的代码实现 5.1 BSP 拓扑探测 BSP 拓扑探测主要分为三步： BSP 基本信息查询，包括生产商、处理器能力等。这部分功能在 early_cpu_init 函数中实现。 早期

一、概述 内存和 CPU 资源是 NUMA 节点的重要组成部分，所以内存和 CPU 拓扑信息对于构建 NUMA 系统至关重要。在 Linux Kernel：物理内存布局探测 一文中，我们介绍了物理内存

一、Bootmem 与 Memblock 系统初始化早期，由于“正常”的内存管理还未完成设置，所以无法使用。 此时，仍然需要为各种数据结构分配内存。 为了解决这个问题，引入了一种称为 Boot Mem

一、内存探测接口 x86 处理器通过 int 15h BIOS 中断 获取系统内存布局，其中 15h 是中断号。根据 AX 寄存器的值不同，主要有 3 种常见的方式：0xE820，0xE801，0x8

一、基数树简介 1.1 前缀树（Trie） Trie，又称为前缀树（prefix tree）或字典树，是一种 k 路搜索树，用来在一组集合中搜索特定的键。这些键通常是字符串，但也可以是其它数据类型。在

一、概述 在 Linux 内核中，我们经常会看到类似下面的代码： 或者 在上面两段代码中的 early_initcall() 和 module_init() 函数，它们使用了内核的 initcall

一、概述 在 Linux 内核中，使用位图来保存 CPU 的状态，每个 CPU 对应着位图中的一个比特位。内核为 CPU 定义了 4 种可能的状态，对应着 4 个位图： cpu_possible_ma

位图（Bitmap）在 Linux 内核中使用非常广泛，比如用来标识中断是否已安装处理程序（used_vectors）、处理器是否在线（cpumask）等等。内核中，位图相关的接口及实现主要在以下几个

一、内核中的段（segment）和节（section） 在 Linux 中，最常用的可执行文件就是 ELF (Executable and Linking Format) 文件。ELF 文件由一个文件

在以前的文章里，我们顺着内核启动的流程，梳理了异常处理程序的早期初始化。在 Linux Kernel：中断和异常处理程序的早期初始化（续） 里，我们介绍到了 set_arch 函数内部的 early_

一、前言 任何系统都免不了要有输入/输出，所以对 I/O 设备的访问是 CPU 的一个重要功能。一般来说，对 I/O 设备的访问有两种不同的形式： 通过端口映射（Port-mapped I/O，PMI

一、前言 固定映射的线性地址（Fixed-mapped linear addresses）是一组特殊的线性地址，这些线性地址在编译时就已经确定，但是其映射的物理地址是在系统启动时确定的。内核文件 ar

一、 x86_64 内存分页理论基础 x86_64 架构支持 4 级及 5 级分页。在 Intel 手册上，对于分页结构的命名，由高到低分别是：5 级页映射表（Page Map Level 5，PML

在 Linux Kernel：中断和异常处理程序的早期初始化（续） 中，我们讲解到在中断描述符表中分别为 debug（#DB） 、int3（#BP）和 Page-Fault（#PF） 异常注册了处理程

我们在 Linux kernel：中断和异常处理程序的早期初始化 里介绍了异常的早期初始化，并在 Linux Kernel：Page-Fault 异常的早期处理 里介绍了早期的 Page-Fault

一、特权级概述 Intel 处理器提供了0 ~ 3 一共 4 种特权级别，数值越小级别越高。其中操作系统工作在特权级 0，普通应用程序工作在特权级 3。 处理器使用特权级来阻止低特权级的程序访问高特权

一、前置知识 1.1 x86_64 内存分页理论基础 x86_64 架构支持 4 级及 5 级分页。在 Intel 手册上，对于分页结构的命名，由高到低分别是：5 级页映射表（Page Map Lev