鸿蒙内核源码分析(构建工具篇) | 顺瓜摸藤调试鸿蒙构建过程

       构建工具的重要性不言而喻，它在工程的分析分析编译、连接、源码源码打包过程中发挥着关键作用。内核内核构建工具定义了哪些源文件需要被编译、分析分析如何编译，源码源码乐心运动源码哪些库文件需要创建以及如何创建，内核内核最终输出所需文件的分析分析规则。鸿蒙轻内核（L1/liteos）的源码源码构建工具是hb，它是内核内核ohos-build的简称，而ohos则是分析分析openharmony os的简称。hb通过命令行安装，源码源码是内核内核一个用Python编写的构建工具。其源代码位于./build/lite目录下。分析分析

       鸿蒙构建系统由Python、源码源码gn、ninja、makefile几个部分组成。每个部分都有其特定功能，负责处理各自擅长的构建任务。在构建过程中，如果直接跳过hb部分，而使用gn gen命令，可以看到构建流程的简化结果。

       为了更有效地调试hb，推荐使用VSCode进行。创建一个launch.json文件，然后粘贴特定代码即可进行调试。调试过程包括设置和编译两个关键步骤。

       在设置阶段，通过执行hb set命令，系统会在源码根目录生成ohos_config.json配置文件。这个配置文件包含固定的配置项，由Config类管理。通过设置断点，可以直观地观察调试现场，为后续的编译步骤做好准备。

       编译阶段通过hb build命令进行。源码主要位于./build/lite/hb/build/*.py目录下。建议深入探索这些源码，以理解每个细节。编译流程分为两步：首先通过gn_build生成.ninja文件，然后使用ninja_build执行构建任务。关于gn和ninja的使用方法，后续会有详细的文章进行说明。

       在执行编译过程时，最后会调用exec_command方法来执行相关命令。这个方法位于build/lite/hb/common/utils.py文件中，通过在此处设置断点，可以跟踪exec_command方法的调用流程，深入了解构建工具的云中白鹤指标源码内部实现细节。

       通过深入理解和调试构建工具，开发者可以更高效地完成项目构建任务，同时也能对构建流程有更深入的了解。最后，建议在调试过程中保持耐心，逐步探索每个步骤的细节，以便更好地掌握构建工具的使用和优化。

鸿蒙轻内核M核源码分析：LibC实现之Musl LibC

       本文探讨了LiteOS-M内核中Musl LibC的实现，重点关注文件系统与内存管理功能。Musl LibC在内核中提供了两种LibC实现选项，使用者可根据需求选择musl libC或newlibc。本文以musl libC为例，深度解析其文件系统与内存分配释放机制。

       在使用musl libC并启用POSIX FS API时，开发者可使用文件kal\libc\musl\fs.c中定义的文件系统操作接口。这些接口遵循标准的POSIX规范，具体用法可参阅相关文档，或通过网络资源查询。例如，mount()函数用于挂载文件系统，而umount()和umount2()用于卸载文件系统，后者还支持额外的卸载选项。open()、close()、unlink()等文件操作接口允许用户打开、关闭和删除文件，其中open()还支持多种文件创建和状态标签。read()与write()用于文件数据的读写操作，lseek()则用于文件读写位置的调整。

       在内存管理方面，LiteOS-M内核提供了标准的POSIX内存分配接口，包括malloc()、free()与memalign()等。其中，malloc()和free()用于内存的申请与释放，而memalign()则允许用户以指定的内存对齐大小进行内存申请。

       此外，calloc()函数在分配内存时预先设置内存区域的值为零，而realloc()则用于调整已分配内存的大小。这些函数构成了内核中内存管理的核心机制，确保资源的高效利用与安全释放。

       总结而言，musl libC在LiteOS-M内核中的实现，通过提供全面且高效的文件系统与内存管理功能，为开发者提供了强大的工具集，以满足不同应用场景的需求。本文虽已详述关键功能，但难免有所疏漏，欢迎读者在遇到问题或有改进建议时提出，共同推动技术进步。杨殿方指标源码感谢阅读。

Linux内核源码解析---万字解析从设计模式推演per-cpu实现原理

       引子

       在如今的大型服务器中，NUMA架构扮演着关键角色。它允许系统拥有多个物理CPU，不同NUMA节点之间通过QPI通信。虽然硬件连接细节在此不作深入讨论，但需明白每个CPU优先访问本节点内存，当本地内存不足时，可向其他节点申请。从传统的SMP架构转向NUMA架构，主要是为了解决随着CPU数量增多而带来的总线压力问题。

       分配物理内存时，numa_node_id() 方法用于查询当前CPU所在的NUMA节点。频繁的内存申请操作促使Linux内核采用per-cpu实现，将CPU访问的变量复制到每个CPU中，以减少缓存行竞争和False Sharing，类似于Java中的Thread Local。

       分配物理页

       尽管我们不必关注底层实现，buddy system负责分配物理页，关键在于使用了numa_node_id方法。接下来，我们将深入探索整个Linux内核的per-cpu体系。

       numa_node_id源码分析获取数据

       在topology.h中，我们发现使用了raw_cpu_read函数，传入了numa_node参数。接下来，我们来了解numa_node的定义。

       在topology.h中定义了numa_node。我们继续跟踪DECLARE_PER_CPU_SECTION的定义，最终揭示numa_node是一个共享全局变量，类型为int，存储在.data..percpu段中。

       在percpu-defs.h中，numa_node被放置在ELF文件的.data..percpu段中，这些段在运行阶段即为段。接下来，我们返回raw_cpu_read方法。

       在percpu-defs.h中，我们继续跟进__pcpu_size_call_return方法，此方法根据per-cpu变量的大小生成回调函数。对于numa_node的int类型，最终拼接得到的是raw_cpu_read_4方法。

       在percpu.h中，调用了一般的read方法。在percpu.h中，获取numa_node的绝对地址，并通过raw_cpu_ptr方法。

       在percpu-defs.h中，我们略过验证指针的环节，追踪arch_raw_cpu_ptr方法。短视频红包广告源码接下来，我们来看x架构的实现。

       在percpu.h中，使用汇编获取this_cpu_off的地址，代表此CPU内存副本到".data..percpu"的偏移量。加上numa_node相对于原始内存副本的偏移量，最终通过解引用获得真正内存地址内的值。

       对于其他架构，实现方式相似，通过获取自己CPU的偏移量，最终通过相对偏移得到pcp变量的地址。

       放入数据

       讨论Linux内核启动过程时，我们不得不关注per-cpu的值是如何被放入的。

       在main.c中，我们以x实现为例进行分析。通过setup_percpu.c文件中的代码，我们将node值赋给每个CPU的numa_node地址处。具体计算方法通过early_cpu_to_node实现，此处不作展开。

       在percpu-defs.h中，我们来看看如何获取每个CPU的numa_node地址，最终还是通过简单的偏移获取。需要注意如何获取每个CPU的副本偏移地址。

       在percpu.h中，我们发现一个关键数组__per_cpu_offset，其中保存了每个CPU副本的偏移值，通过CPU的索引来查找。

       接下来，我们来设计PER CPU模块。

       设计一个全面的PER CPU架构，它支持UMA或NUMA架构。我们设计了一个包含NUMA节点的结构体，内部管理所有CPU。为每个CPU创建副本，其中存储所有per-cpu变量。静态数据在编译时放入原始数据段，动态数据在运行时生成。

       最后，我们回到setup_per_cpu_areas方法的分析。在setup_percpu.c中，我们详细探讨了关键方法pcpu_embed_first_chunk。此方法管理group、unit、静态、保留、动态区域。

       通过percpu.c中的关键变量__per_cpu_load和vmlinux.lds.S的链接脚本，我们了解了per-cpu加载时的地址符号。PERCPU_INPUT宏定义了静态原始数据的起始和结束符号。

       接下来，神仙无敌筹码指标源码我们关注如何分配per-cpu元数据信息pcpu_alloc_info。percpu.c中的方法执行后，元数据分配如下图所示。

       接着，我们分析pcpu_alloc_alloc_info的方法，完成元数据分配。

       在pcpu_setup_first_chunk方法中，我们看到分配的smap和dmap在后期将通过slab再次分配。

       在main.c的mm_init中，我们关注重点区域，完成map数组的slab分配。

       至此，我们探讨了Linux内核中per-cpu实现的原理，从设计到源码分析，全面展现了这一关键机制在现代服务器架构中的作用。

Linux内核源码分析：Linux内核版本号和源码目录结构

       深入探索Linux内核世界：版本号与源码结构剖析

       Linux内核以其卓越的稳定性和灵活性著称，版本号的精心设计彰显其功能定位。Linux采用xxx.yyy.zzz的格式，其中yy代表驱动和bug修复，zz则是修订次数的递增。主版本号（xx）与次版本号（yy）共同描绘了核心功能的大致轮廓，而修订版（zz）则确保了系统的稳定性与可靠性。

       Linux源码的结构犹如一座精密的城堡，由多个功能强大的模块构成。首先，arch目录下包含针对不同体系结构的代码，比如RISC-V和x的虚拟地址翻译，是内核与硬件之间的重要桥梁。接着，block与drivers的区别在于，前者封装了通用的块设备操作，如读写，而后者则根据特定硬件设备分布在各自的子目录中，如GPIO设备在drivers/gpio。

       为了保证组件来源的可信度和系统安全，certs目录存放认证和签名相关的代码，预先装载了必要的证书。从Linux 2.2版本开始，内核引入动态加载模块机制，fs和net目录下的代码分别支持虚拟文件系统和网络协议，这大大提升了灵活性，但同时也对组件验证提出了更高要求，以防止恶意代码的入侵。

       内核的安全性得到了进一步加强，crypto目录包含了各种加密算法，如AES和DES，它们为硬件驱动提供了性能优化。同时，内核还采用了压缩算法，如LZO和LZ4，以减小映像大小，提升启动速度和内存利用效率。

       文档是理解内核运作的关键，《strong>Documentation目录详尽地记录了模块的功能和规范。此外，include存储内核头文件，init负责初始化过程，IPC负责进程间通信，kernel核心代码涵盖了进程和中断管理，lib提供了通用库函数，而mm则专注于内存管理。网络功能则在net目录下，支持IPv4和TCP/IPv6等协议。

       内核的实用工具和示例代码在scripts和samples目录下，而security则关注安全机制，sound负责音频驱动，tools则存放开发和调试工具，如perf和kconfig。用户内核源码在usr目录，虚拟化支持在virt，而LICENSE目录保证了源码的开放和透明。

       最后，Makefile是编译内核的关键，README文件则包含了版本信息、硬件支持、安装配置指南，以及已知问题、限制和BUG修复等重要细节。这份详尽的指南是新用户快速入门Linux内核的绝佳起点。

       通过深入研究这些目录，开发者和爱好者可以更全面地理解Linux内核的运作机制，从而更好地开发、维护和优化这个强大的操作系统。[原文链接已移除，以保护版权]

linux内核通信核心技术：Netlink源码分析和实例分析

       Linux内核通信核心技术：Netlink源码分析和实例分析

       什么是netlink？Linux内核中一个用于解决内核态和用户态交互问题的机制。相比其他方法，netlink提供了更安全高效的交互方式。它广泛应用于多种场景，例如路由、用户态socket协议、防火墙、netfilter子系统等。

       Netlink内核代码走读：内核代码位于net/netlink/目录下，包括头文件和实现文件。头文件在include目录，提供了辅助函数、宏定义和数据结构，对理解消息结构非常有帮助。关键文件如af_netlink.c，其中netlink_proto_init函数注册了netlink协议族，使内核支持netlink。

       在客户端创建netlink socket时，使用PF_NETLINK表示协议族，SOCK_RAW表示原始协议包，NETLINK_USER表示自定义协议字段。sock_register函数注册协议到内核中，以便在创建socket时使用。

       Netlink用户态和内核交互过程：主要通过socket通信实现，包括server端和client端。netlink操作基于sockaddr_nl协议套接字，nl_family制定协议族，nl_pid表示进程pid，nl_groups用于多播。消息体由nlmsghdr和msghdr组成，用于发送和接收消息。内核创建socket并监听，用户态创建连接并收发信息。

       Netlink关键数据结构和函数：sockaddr_nl用于表示地址，nlmsghdr作为消息头部，msghdr用于用户态发送消息。内核函数如netlink_kernel_create用于创建内核socket，netlink_unicast和netlink_broadcast用于单播和多播。

       Netlink用户态建立连接和收发信息：提供测试例子代码，代码在github仓库中，可自行测试。核心代码包括接收函数打印接收到的消息。

       总结：Netlink是一个强大的内核和用户空间交互方式，适用于主动交互场景，如内核数据审计、安全触发等。早期iptables使用netlink下发配置指令，但在iptables后期代码中，使用了iptc库，核心思路是使用setsockops和copy_from_user。对于配置下发场景，netlink非常实用。

       链接：内核通信之Netlink源码分析和实例分析

v. 鸿蒙内核源码分析(ELF格式) | 应用程序入口并非main | 百篇博客分析OpenHarmony源码

       鸿蒙内核源码分析(ELF格式篇) | 应用程序入口并非main

       深入解析ELF格式与鸿蒙源码的关系，探寻应用程序入口的奥秘。本文将带你从一段简单的C代码开始，跟踪其编译成ELF格式后的神秘结构，揭秘ELF的组成与内部运作机制。

       以E:\harmony\docker\case_code_目录下的main.c文件为例，通过编译生成ELF文件，运行后使用readelf -h命令查看应用程序头部信息。了解ELF文件的全貌，从ELF头信息、段信息、段区映射关系、区表等多方面深入探讨。

       ELF格式文件由四大部分组成：头信息、段信息、段区映射关系和区表。头信息包含关键元数据，如文件类型、字节顺序、文件大小等；段信息描述了可执行代码和数据段的属性和位置；段区映射关系展示了段与区的关联；区表则存储了每个区的详细信息。

       通过readelf -l命令，可以观察到段信息及其在程序中的作用，如初始化数组、动态链接、栈区等。在运行时，不同段以特定方式映射到内存中，实现代码的加载和执行。

       在深入分析后，发现应用程序的真正入口并非通常理解的main函数，而是一个名为_start的特殊函数。这揭示了鸿蒙内核在启动时的执行流程，以及如何在ELF格式中组织和加载代码。

       本文以ELF格式为切入点，带你全面理解鸿蒙内核源码的组织结构与运行机制。通过百万汉字注解，带你精读内核源码，深入挖掘其地基。在Gitee仓(gitee.com/weharmony/ker...)同步注解，共同探索鸿蒙研究站(weharmonyos)的奥秘。

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，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。

Linux内核源码分析：Linux进程描述符task_ struct结构体详解

       Linux内核通过一个task_struct结构体来管理进程，这个结构体包含了一个进程所需的所有信息。它定义在include/linux/sched.h文件中，包含许多字段，其中state字段表示进程的当前状态。常见的状态包括运行、阻塞、等待信号、终止等。进程状态的切换和原因可通过内核函数进行操作。PID是系统用来唯一标识正在运行的每个进程的数字标识，tgid成员表示线程组中所有线程共享的PID。进程内核栈用于保存进程在内核态执行时的临时数据和上下文信息，通常为几千字节。内核将thread_info结构与内核态线程堆栈结合在一起，占据连续的两个页框，以便于访问线程描述符和栈。获取当前运行进程的thread_info可通过esp栈指针实现。thread_info结构包含task字段，指向进程控制块（task_struct）。task_struct结构体的flags字段用于记录进程标记或状态信息，如创建、超级用户、核心转储、信号处理、退出等。而real_parent和parent成员表示进程的亲属关系，用于查找和处理进程树中的亲属关系。

鸿蒙内核源码分析(编译过程篇) | 简单案例窥视编译全过程

       一个 .c 源文件的编译过程，从源文件开始，经过预处理、编译、汇编、链接，最终生成可执行文件。

       GCC 是 GNU 编译器套件，用于多种编程语言的编译。

       以 main.c 为例，编译过程分为以下几个步骤：

       1. 预处理：处理源代码中的预处理指令，生成 main.i 文件。此步骤主要处理 # 开始的指令。

       2. 编译：将预处理后的文件进行词法、语法和语义分析，优化后生成汇编代码，即 main.s。

       3. 汇编：将汇编代码转化为机器指令，生成机器码文件，main.o 为主要目标文件。

       4. 链接：链接器 ld 将所有目标文件合并，解决符号和库依赖关系，生成可执行文件。

       执行程序：运行可执行文件，执行程序。

       在链接阶段，可能会发现 s_inter_init() 和 s_exter_no_init() 之间的地址只相差两个字节，而 int 变量应为四个字节。这是由于 GCC 在链接过程中使用了重定位，将符号引用与实际的内存地址关联，从而优化内存使用和性能。这种重定位在编译和链接阶段进行，确保程序在不同环境中运行时的一致性。