1.一文了解Linux内核启动流程
2.linux0.11源码分析-fork进程
3.Linux内核源码解析---cgroup实现之整体架构与初始化
4.Nginx源码阅读（五）：启动前的进程进程准备
5.Nginx源码分析 - 主流程篇 - Nginx的启动流程

一文了解Linux内核启动流程

       本文以Linux3.版本源码为例分析其启动流程。不同版本的源码启动代码虽然存在差异，但核心的进程进程启动逻辑与理念保持不变。

       内核映像在内存中加载并获取控制权后，源码启动流程启动。进程进程由于内核映像是源码股市软件源码以压缩形式存储的，而非可执行文件，进程进程因此首要步骤是源码自解压内核映像。

       内核在编译时生成vmliunx，进程进程通常会被压缩成zImage（小于KB的源码小内核）或bzImage（大于KB的大内核）。这些内核映像的进程进程头部包含解压缩程序。

       通过查找vmlinux文件的源码链接脚本（vmlinux.lds）中的系统启动入口函数，通常在linux/arch/arm/boot/compressed目录下的进程进程Makefile中找到这一信息。

       得到的源码内核入口函数为stext（linux/arch/arm/kernel/head.S），这是进程进程启动流程的关键环节。

       内核启动阶段，通过查找标签__mmap_switched的位置（/linux/arch/arm/kernel/head-common.S），实现内存映射的切换。

       从start_kernel函数开始，内核进入C语言部分，执行内核的大部分初始化任务。函数位于/lint/init/Main.c。

       start_kernel函数涵盖了大量初始化工作，其中包括系统调用、内存管理、进程调度、设备驱动等核心模块的初始化。最终，源码技术app函数调用rest_init()函数完成剩余初始化。

       kernel_init函数负责设备驱动程序的初始化，并调用init_post函数启动用户进程。现代版本的内核已经将init_post函数的特定任务整合到kernel_init中。

       在内核初始化接近尾声时，free_initmem函数清除内存的__init_begin至__init_end区间数据。

       内核启动后，运行自己的第一个用户空间应用程序_init，它是使用标准C库编译的第一个程序，进程ID为1。

       _init执行其他必需的进程启动，以使系统进入全面可用的状态。

       以下是内核启动流程图，以直观展示启动过程的关键步骤和顺序。

linux0.源码分析-fork进程

       在操作系统中，Linux0.源码中的fork函数执行流程分为启动和系统调用两个阶段。启动阶段首先在init/main.c中执行init用于启动shell，让用户执行命令。

       在include/unistd.h中定义了宏，表示将__NR_fork的值复制给eax寄存器，并将_res与eax绑定。使用int 0x中断后，系统调用函数system_call被调用，从sys_call_table中找到对应的函数执行。fork函数执行时，操作系统会在内核栈里保存相关寄存器，准备中断返回。编程源码实例

       接着，操作系统通过int调用system_call，在kernel/system_call.s中执行call _sys_call_table(,%eax,4)指令。内核栈中，因为是段内跳转，所以cs不需要入栈。ip指向call指令的下一句代码。执行call指令进入系统调用表。

       在includ/linux/sys.h中，系统调用表是一个数组，根据eax即系统函数编号找到对应的函数执行。对于fork，__NR_fork值2被放入eax寄存器，%eax * 4找到sys_fork。执行sys_fork后，调用find_empty_process函数找到可用的进程号，并放入eax寄存器返回。

       接着，系统调用执行copy_process函数建立新进程结构体并复制数据。新进程的ip出栈，执行完copy_process后，系统调用返回，内核栈状态改变。此阶段最后通过iret指令弹出寄存器，恢复中断前状态。

       总结，fork函数通过复制当前进程结构体、赚点点源码处理信号并初始化新进程，实现父进程与子进程的创建与共享。子进程返回值为0，父进程返回新子进程的pid。通过fork函数的执行，操作系统能够高效地创建进程，实现多任务处理。

Linux内核源码解析---cgroup实现之整体架构与初始化

       cgroup在年由Google工程师开发，于年被融入Linux 2.6.内核。它旨在管理不同进程组，监控一组进程的行为和资源分配，是Docker和Kubernetes的基石，同时也被高版本内核中的LXC技术所使用。本文基于最早融入内核中的代码进行深入分析。

       理解cgroup的核心，首先需要掌握其内部的常用术语，如子系统、层级、cgroupfs_root、cgroup、css_set、cgroup_subsys_state、cg_cgroup_link等。子系统负责控制不同进程的行为，例如CPU子系统可以控制一组进程在CPU上执行的时间占比。层级在内核中表示为cgroupfs_root，一个层级控制一批进程，Mjresh源码 ios层级内部绑定一个或多个子系统，每个进程只能在一个层级中存在，但一个进程可以被多个层级管理。cgroup以树形结构组织，每一棵树对应一个层级，层级内部可以关联一个或多个子系统。

       每个层级内部包含的节点代表一个cgroup，进程结构体内部包含一个css_set，用于找到控制该进程的所有cgroup，多个进程可以共用一个css_set。cgroup_subsys_state用于保存一系列子系统，数组中的每一个元素都是cgroup_subsys_state。cg_cgroup_link收集不同层级的cgroup和css_set，通过该结构可以找到与之关联的进程。

       了解了这些概念后，可以进一步探索cgroup内部用于结构转换的函数，如task_subsys_state、find_existing_css_set等，这些函数帮助理解cgroup的内部运作。此外，cgroup_init_early和cgroup_init函数是初始化cgroup的关键步骤，它们负责初始化rootnode和子系统的数组，为cgroup的使用做准备。

       最后，需要明确Linux内一切皆文件，cgroup基于VFS实现。内核启动时进行初始化，以确保系统能够正确管理进程资源。cgroup的初始化过程分为早期初始化和常规初始化，其中早期初始化用于准备cpuset和CPU子系统，确保它们在系统运行时能够正常工作。通过这些步骤，我们可以深入理解cgroup如何在Linux内核中实现资源管理和进程控制。

Nginx源码阅读（五）：启动前的准备

       在 Nginx 启动前，一系列初始化流程和变量设定至关重要。这些准备工作确保 Nginx 正常运行，高效管理资源并优化性能。接下来，我们将分步骤详细介绍 Nginx 启动前的准备过程。

       1. ngx_os_init 获取系统级资源

       ngx_os_init 负责初始化操作系统级资源，将关键参数赋值给全局变量。这些参数包括页面大小、缓存行大小、最大套接字数等。

       系统级参数获取依赖于 sysconf 函数，它用于查询系统特定参数，如 CPU 核心数量、内存大小、进程打开的最大文件数等。

       _SC_NPROCESSORS_CONF

       返回 CPU 核心数量，包括不可用核心。

       _SC_NPROCESSORS_ONLN

       返回系统中可用的 CPU 核心数量。

       _SC_PAGESIZE

       表示系统页面大小（字节单位）。

       _SC_PHYS_PAGES

       表示系统物理内存页数。

       _SC_OPEN_MAX

       表示进程可以打开的最大文件数。

       _SC_GETPW_R_SIZE_MAX

       表示 getpwuid_r 函数使用的缓冲区大小限制。

       另一个关键函数 ngx_cpuinfo 用于获取 CPU 的 L2 缓存行大小。理解 CPU 缓存级别有助于优化 Nginx 性能。

       L1 缓存位于 CPU 核心内，是最快的缓存层。

       L2 缓存在 CPU 芯片上，但比 L1 缓存距离核心更远。

       L3 缓存位于 CPU 外部，速度仅次于内存，但大小较大。

       不同 CPU 的缓存大小差异显著，如图所示。L1 和 L2 缓存通常在 CPU 核之间不共享，而 L3 缓存为所有核心共享。

       此外，getrlimit 和 setrlimit 函数用于查询和更改进程资源限制。rlimit 结构体参数用于指定资源限制，如最大句柄数，即最大可创建的套接字数量。

       2. ngx_crc_table_init 初始化 CRC 表

       此函数初始化循环冗余校验（CRC）表，确保计算效率。通过将指向校验表格的指针ngx_crc_table_short 对齐至缓存行大小，提高性能。

       CRC 是一种用于检测数据传输或保存错误的校验方法。生成的数字附加至数据后，接收端进行验证以确保数据未变。具体原理可参考网络资料。

       3. ngx_add_inherited_sockets 继承套接字

       在平滑升级场景下，ngx_add_inherited_sockets 用于继承原有监听套接字。通过环境变量 NGINX 获取套接字信息，将其加入 init_cycle 的 listening 数组。完成继承后，设置全局变量 ngx_inherited 为 1。

       此函数仅在平滑升级过程中使用，通常情况下无需执行。因此，我们不对该函数进行过多讨论。

Nginx源码分析 - 主流程篇 - Nginx的启动流程

       深入解析Nginx的核心，理解基础数据结构对源码解读至关重要。主流程的精髓隐藏在nginx.c的main()函数中，它启动的每一个步骤都如同乐谱上的一段旋律，优雅而有序。

       启动乐章

       首先，指挥棒落在ngx_get_options上，它如同乐团指挥，优雅地解析启动命令行参数。接着，ngx_time_init、ngx_getpid和ngx_log_init依次登场，为时间、进程标识和日志设置调音。它们共同完成了一次细致入微的初始化过程，为接下来的演出铺平道路。

       紧接着，ngx_init_cycle指挥全局变量的诞生，包括一致性哈希表的初始化，以及处理系统变量的微妙操作。随后，它引导我们进入一个关键环节：继承socket，初始化模块，设置信号处理，配置文件的获取和pid文件的创建，如同交响乐中的序曲，为后续的进程管理做准备。

       乐章高潮

       当进入ngx_master_process_cycle部分，主进程的魔法开始显现。它如魔术师般，通过创建子进程，让各个模块和事件监听开始各自的旋律。在这里，每个参数处理都如同精心编排的音符，确保演奏的和谐。

       关键步骤

       在ngx_get_options中，启动命令参数如-s stop/start/restart的解读，是理解Nginx行为的关键。而在幕后，ngx_save_argv负责存储这些参数，ngx_process_options则如同指挥家，将参数的魔力注入到ngx_cycle的结构中。

       特别关注的全局变量，如ngx_show_help、ngx_conf_file，它们是Nginx运行的调色板。ngx_save_argv和ngx_process_options如同调色师，精心调配每个参数的色彩。

       模块初始化的序曲

       ngx_preinit_modules是模块世界的序曲，它负责初始化配置路径、处理参数，以及配置文件的定位。在这里，每个动作都精确而有序，确保每个模块都能在正确的时间奏响属于自己的旋律。

       在ngx_module.c中，模块编号的分配和配置文件的处理，如同管弦乐队的编排，确保每个乐器都能和谐共奏。而创建PID文件的函数ngx_create_pidfile则如定音锤，为整个系统敲定最后的音符。

       每个重要模块，如ngx_add_inherited_sockets、ngx_init_cycle、ngx_signal_process和ngx_master_process_cycle，都在各自的角色中发挥着不可或缺的作用，共同编织出Nginx启动的华美乐章。