http://pemako.cn/tags/kernel/ Recent content in Kernel on pemako http://pemako.cn/images/papermod-cover.png http://pemako.cn/images/papermod-cover.png Hugo -- 0.146.6 en Thu, 09 Apr 2026 20:00:00 +0800 http://pemako.cn/posts/linux-kernel/ Thu, 09 Apr 2026 20:00:00 +0800 http://pemako.cn/posts/linux-kernel/ <h1 id="深入理解-linux-内核2611--linux-6x-源码结构对照与学习导引"><strong>🧭《深入理解 Linux 内核（2.6.11）》 → Linux 6.x 源码结构对照与学习导引</strong></h1> <hr> <h2 id="-一系统整体结构"><strong>🧩 一、系统整体结构</strong></h2> <table> <thead> <tr> <th><strong>模块</strong></th> <th><strong>书中章节</strong></th> <th><strong>Linux 2.6 路径</strong></th> <th><strong>Linux 6.x 路径</strong></th> <th><strong>说明</strong></th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>内核入口（启动流程）</td> <td>第 2 章</td> <td>arch/i386/kernel/head.S, init/main.c</td> <td>arch/x86/kernel/head_64.S, init/main.c</td> <td>入口逻辑相似：仍是 start_kernel()，但支持多架构（x86, ARM, RISC-V）</td> </tr> <tr> <td>系统调用入口</td> <td>第 10 章</td> <td>arch/i386/kernel/entry.S, arch/i386/kernel/traps.c</td> <td>arch/x86/entry/entry_64.S, kernel/syscall_table.S</td> <td>系统调用表机制相同，但入口汇编和 syscall wrapper 重写</td> </tr> <tr> <td>内核初始化流程</td> <td>第 3 章</td> <td>init/main.c</td> <td>init/main.c</td> <td>主干逻辑仍是 start_kernel() → rest_init()</td> </tr> </tbody> </table> <hr> <h2 id="-二进程与调度process--scheduler"><strong>🧠 二、进程与调度（Process &amp; Scheduler）</strong></h2> <table> <thead> <tr> <th><strong>模块</strong></th> <th><strong>书中章节</strong></th> <th><strong>2.6.11 路径</strong></th> <th><strong>6.x 路径</strong></th> <th><strong>说明</strong></th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>进程描述符</td> <td>第 3–4 章</td> <td>include/linux/sched.h, kernel/fork.c</td> <td>include/linux/sched.h, kernel/fork.c</td> <td>task_struct 结构仍然存在，字段大幅扩展（多 CPU、NUMA 支持）</td> </tr> <tr> <td>进程创建</td> <td>第 3 章</td> <td>kernel/fork.c</td> <td>kernel/fork.c</td> <td>核心函数仍是 do_fork() / copy_process()</td> </tr> <tr> <td>进程终止</td> <td>第 3 章</td> <td>kernel/exit.c</td> <td>kernel/exit.c</td> <td>逻辑基本相同</td> </tr> <tr> <td>调度器</td> <td>第 7 章</td> <td>kernel/sched.c（O(1) 调度器）</td> <td>kernel/sched/core.c, kernel/sched/fair.c（CFS 调度器）</td> <td>📌 <strong>最大差异</strong>：现代内核使用 CFS（完全公平调度器）取代了 O(1)</td> </tr> <tr> <td>睡眠与唤醒</td> <td>第 7 章</td> <td>kernel/sched.c</td> <td>kernel/sched/core.c</td> <td>同样通过 wait_queue 与 schedule()</td> </tr> </tbody> </table> <hr> <h2 id="-三内存管理memory-management"><strong>🧮 三、内存管理（Memory Management）</strong></h2> <table> <thead> <tr> <th><strong>模块</strong></th> <th><strong>书中章节</strong></th> <th><strong>2.6.11 路径</strong></th> <th><strong>6.x 路径</strong></th> <th><strong>说明</strong></th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>页框分配</td> <td>第 8 章</td> <td>mm/page_alloc.c</td> <td>mm/page_alloc.c</td> <td>概念一致（buddy system），但支持 NUMA / CMA / ZONE_DEVICE</td> </tr> <tr> <td>虚拟内存管理</td> <td>第 9 章</td> <td>mm/mmap.c, mm/mprotect.c</td> <td>mm/mmap.c, mm/mprotect.c</td> <td>vm_area_struct、mm_struct 概念仍相同</td> </tr> <tr> <td>页面换出</td> <td>第 15 章</td> <td>mm/vmscan.c</td> <td>mm/vmscan.c</td> <td>逻辑相似但复杂度大幅提升</td> </tr> <tr> <td>Slab 分配器</td> <td>第 8 章</td> <td>mm/slab.c</td> <td>mm/slub.c, mm/slab_common.c</td> <td>默认使用 SLUB（比 Slab 更简洁高效）</td> </tr> </tbody> </table> <hr> <h2 id="-四中断与异常interrupts--exceptions"><strong>🧱 四、中断与异常（Interrupts &amp; Exceptions）</strong></h2> <table> <thead> <tr> <th><strong>模块</strong></th> <th><strong>书中章节</strong></th> <th><strong>2.6.11 路径</strong></th> <th><strong>6.x 路径</strong></th> <th><strong>说明</strong></th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>中断描述</td> <td>第 4 章</td> <td>arch/i386/kernel/irq.c, kernel/irq/handle.c</td> <td>kernel/irq/ 下多文件（manage.c, chip.c, spurious.c 等）</td> <td>2.6 时是单文件，现在模块化程度更高</td> </tr> <tr> <td>中断上下文切换</td> <td>第 4–5 章</td> <td>arch/i386/kernel/entry.S</td> <td>arch/x86/entry/entry_64.S</td> <td>汇编层实现更新为 x86_64 调用约定</td> </tr> <tr> <td>软中断、tasklet、工作队列</td> <td>第 4–5 章</td> <td>kernel/softirq.c, kernel/workqueue.c</td> <td>kernel/softirq.c, kernel/workqueue.c</td> <td>概念完全保留</td> </tr> </tbody> </table> <hr> <h2 id="-五文件系统vfs--fs"><strong>💾 五、文件系统（VFS &amp; FS）</strong></h2> <table> <thead> <tr> <th><strong>模块</strong></th> <th><strong>书中章节</strong></th> <th><strong>2.6.11 路径</strong></th> <th><strong>6.x 路径</strong></th> <th><strong>说明</strong></th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>虚拟文件系统层（VFS）</td> <td>第 12 章</td> <td>fs/namei.c, fs/open.c, fs/read_write.c</td> <td>fs/namei.c, fs/open.c, fs/read_write.c</td> <td>几乎同名路径，代码更复杂</td> </tr> <tr> <td>inode / dentry 机制</td> <td>第 12 章</td> <td>fs/inode.c, fs/dcache.c</td> <td>fs/inode.c, fs/dcache.c</td> <td>概念完全相同，接口丰富</td> </tr> <tr> <td>文件系统注册</td> <td>第 13 章</td> <td>fs/super.c</td> <td>fs/super.c</td> <td>仍然是 register_filesystem()</td> </tr> <tr> <td>Ext2 文件系统</td> <td>第 14 章</td> <td>fs/ext2/</td> <td>fs/ext4/</td> <td>现代系统几乎都使用 ext4 取代 ext2</td> </tr> </tbody> </table> <hr> <h2 id="-六设备驱动与内核模块driver--module"><strong>🔌 六、设备驱动与内核模块（Driver &amp; Module）</strong></h2> <table> <thead> <tr> <th><strong>模块</strong></th> <th><strong>书中章节</strong></th> <th><strong>2.6.11 路径</strong></th> <th><strong>6.x 路径</strong></th> <th><strong>说明</strong></th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>模块加载机制</td> <td>第 20 章</td> <td>kernel/module.c</td> <td>kernel/module/（目录化）</td> <td>模块系统大改：支持 LTO、压缩、Rust 模块等</td> </tr> <tr> <td>设备驱动模型</td> <td>第 13 章</td> <td>drivers/base/</td> <td>drivers/base/</td> <td>书中介绍的 kobject/kset/driver model 仍是基础</td> </tr> <tr> <td>字符设备</td> <td>第 13 章</td> <td>drivers/char/</td> <td>drivers/char/</td> <td>仍可用同样机制注册字符设备</td> </tr> </tbody> </table> <hr> <h2 id="-七同步机制synchronization"><strong>⚙️ 七、同步机制（Synchronization）</strong></h2> <table> <thead> <tr> <th><strong>模块</strong></th> <th><strong>书中章节</strong></th> <th><strong>2.6.11 路径</strong></th> <th><strong>6.x 路径</strong></th> <th><strong>说明</strong></th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>自旋锁、信号量</td> <td>第 5 章</td> <td>kernel/spinlock.c, kernel/semaphore.c</td> <td>kernel/locking/</td> <td>完全独立成 kernel/locking/ 模块</td> </tr> <tr> <td>RCU（Read-Copy-Update）</td> <td>第 5 章</td> <td>初步存在</td> <td>kernel/rcu/</td> <td>现代内核的核心机制之一</td> </tr> <tr> <td>原子操作</td> <td>第 5 章</td> <td>include/asm/atomic.h</td> <td>include/linux/atomic/</td> <td>已高度泛化并支持多架构实现</td> </tr> </tbody> </table> <hr> <h2 id="-八网络子系统networking"><strong>🌐 八、网络子系统（Networking）</strong></h2> <table> <thead> <tr> <th><strong>模块</strong></th> <th><strong>书中章节</strong></th> <th><strong>2.6.11 路径</strong></th> <th><strong>6.x 路径</strong></th> <th><strong>说明</strong></th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>网络协议栈</td> <td>第 18–19 章</td> <td>net/ipv4/, net/core/</td> <td>net/ipv4/, net/core/, net/ipv6/</td> <td>路径相同，但功能极大增强（XDP、eBPF）</td> </tr> <tr> <td>Socket 实现</td> <td>第 18 章</td> <td>net/socket.c</td> <td>net/socket.c</td> <td>接口一致，内部实现复杂化</td> </tr> <tr> <td>eBPF</td> <td>无</td> <td>无</td> <td>kernel/bpf/, tools/bpf/</td> <td>⚡ 新增：现代 Linux 内核的重大特性</td> </tr> </tbody> </table> <hr> <h2 id="-九核心入口函数速览linux-6x-仍保留的经典符号"><strong>🧩 九、核心入口函数速览（Linux 6.x 仍保留的经典符号）</strong></h2> <table> <thead> <tr> <th><strong>功能</strong></th> <th><strong>函数名</strong></th> <th><strong>路径</strong></th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>内核启动</td> <td>start_kernel()</td> <td>init/main.c</td> </tr> <tr> <td>系统调用</td> <td>sys_* 系列</td> <td>kernel/sys_*.c</td> </tr> <tr> <td>进程调度</td> <td>schedule()</td> <td>kernel/sched/core.c</td> </tr> <tr> <td>创建进程</td> <td>do_fork(), copy_process()</td> <td>kernel/fork.c</td> </tr> <tr> <td>虚拟内存管理</td> <td>do_mmap(), do_munmap()</td> <td>mm/mmap.c</td> </tr> <tr> <td>文件打开</td> <td>do_sys_openat2()</td> <td>fs/open.c</td> </tr> <tr> <td>读写文件</td> <td>vfs_read(), vfs_write()</td> <td>fs/read_write.c</td> </tr> </tbody> </table> <hr> <h2 id="-十推荐的现代学习路线图结合你的环境"><strong>🧭 十、推荐的现代学习路线图（结合你的环境）</strong></h2> <table> <thead> <tr> <th><strong>阶段</strong></th> <th><strong>内容</strong></th> <th><strong>对应实践</strong></th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td><strong>阶段 1：结构导览</strong></td> <td>通读 ULK 前 3 章 + 对照 init/, kernel/, arch/x86/</td> <td>阅读 init/main.c 中的 start_kernel()</td> </tr> <tr> <td><strong>阶段 2：进程调度与内存</strong></td> <td>对照书中第 3–9 章</td> <td>阅读 kernel/sched/ 与 mm/page_alloc.c</td> </tr> <tr> <td><strong>阶段 3：VFS 与系统调用</strong></td> <td>书中第 10–14 章</td> <td>对照 fs/ 与 arch/x86/entry/</td> </tr> <tr> <td><strong>阶段 4：同步与驱动模型</strong></td> <td>书中第 5、20 章</td> <td>查看 kernel/locking/, drivers/base/</td> </tr> <tr> <td><strong>阶段 5：现代特性探索</strong></td> <td>eBPF、io_uring、cgroups、namespaces</td> <td>阅读 kernel/bpf/, fs/io_uring.c, kernel/cgroup/</td> </tr> </tbody> </table> <hr> <h2 id="-总结"><strong>✅ 总结</strong></h2> <ul> <li> <p>你完全可以用 <strong>Linux 6.x + OrbStack</strong> 学《深入理解 Linux 内核》。</p>