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Process Creation（一）

作者：linuxer 发布于：2014-4-23 8:39 分类：进程管理

为什么要写一个关于进程如何创建的文档？其实用do_fork作为关键字进行索引，你会发现网上的相关文档数以万计。作为一个内核工程师，对进程以及进程相关的内容当然是非常感兴趣，但是网上的资料并不能令我非常满意（也许是我没有检索到好的文章），一个简单的例子如下：

static void copy_flags(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
{
    unsigned long new_flags = p->flags;

    new_flags &= ~(PF_SUPERPRIV | PF_WQ_WORKER);
    new_flags |= PF_FORKNOEXEC;
    p->flags = new_flags;
}

上 面的代码是进程创建过程的一个片段，网上的解释一般都是对代码逻辑的描述：清除PF_SUPERPRIV 和PF_WQ_WORKER这两个flag的标记，设定PF_FORKNOEXEC标记。坦率的讲，这样的代码解析没有任何意义，其实c代码都已经是非常 清楚了。当然，也有的文章进行了进一步的分析，例如对PF_SUPERPRIV 被清除进行了这样的解释：表明进程是否拥有超级用户权限的PF_SUPERPRIV标志被清0。很遗憾，这样的解释不能令人信服，因为如果父进程是超级用 户权限，其创建的子进程是要继承超级用户权限的。

正因为如此，我想对linux kernel中进程创建涉及的方方面面的系统知识进行梳理，在我的能力范围内对进程创建的source code进行逐行解析。一言以蔽之，do_fork的source code只是索引，重要的是与其相关的各个知识点。

由于进程创建是一个大工程，因此分成若干的部分。本文是第一部分，主要内容包括：

1、从用户空间看进程创建

2、系统调用层面看进程创建

3、trace的处理

4、参数检查

5、复制thread_info和task_struct

注：本文引用的内核代码来自3.14版本的linux kernel。

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标签: do_fork

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Linux设备模型(6)_Bus

作者：wowo 发布于：2014-4-15 19:21 分类：统一设备模型

在Linux设备模型中，Bus（总线）是一类特殊的设备，它是连接处理器和其它设备之间的通道（channel）。为了方便设备模型的实现，内核规定，系统中的每个设备都要连接在一个Bus上，这个Bus可以是一个内部Bus、虚拟Bus或者Platform Bus。

内核通过struct bus_type结构，抽象Bus，它是在include/linux/device.h中定义的。本文会围绕该结构，描述Linux内核中Bus的功能，以及相关的实现逻辑。最后，会简单的介绍一些标准的Bus（如Platform），介绍它们的用途、它们的使用场景。

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标签: Linux Kernel 内核 设备模型 bus

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Linux设备模型(5)_device和device driver

作者：wowo 发布于：2014-4-2 19:28 分类：统一设备模型

device和device driver是Linux驱动开发的基本概念。Linux kernel的思路很简单：驱动开发，就是要开发指定的软件（driver）以驱动指定的设备，所以kernel就为设备和驱动它的driver定义了两个数据结构，分别是device和device_driver。因此本文将会围绕这两个数据结构，介绍Linux设备模型的核心逻辑，包括：

设备及设备驱动在kernel中的抽象、使用和维护；

设备及设备驱动的注册、加载、初始化原理；

设备模型在实际驱动开发过程中的使用方法。

注：在介绍device和device_driver的过程中，会遇到很多额外的知识点，如Class、Bus、DMA、电源管理等等，这些知识点都很复杂，任何一个都可以作为一个单独的专题区阐述，因此本文不会深入解析它们，而会在后续的文章中专门描述。

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标签: Linux 内核 设备模型 Device driver

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process identification

作者：linuxer 发布于：2014-3-26 12:28 分类：进程管理

一、概述

本文主要描述在linux kernel中如何标识一个或者一组和进程（线程）相关的实体，包括：

1、进程ID（线程组ID）

2、线程ID

3、进程组ID

4、Session ID

需要强调的是本文focus在identification，很多展开的内容会有一系列文档描述。

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标签: process management

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process credentials

作者：linuxer 发布于：2014-3-21 16:32 分类：进程管理

一、介绍

当linux系统中的一个进程运行起来的时候，总是要访问系统的资源，访问文件或者向其他的进程发送信号。系统是否允许其进行这些操作？系统是根据什么来判断该进程的权限？这些问题是和进程信任状（process credentials）相关。

process credentials包括一系列的ID，如下：

1、real user ID 和 real group ID

2、effective user ID 和 effective group ID

3、saved set-user-ID 和 saved set-group-ID

4、file-system user ID 和 file-system group ID

5、supplementary group IDs

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标签: process management

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Linux设备模型(4)_sysfs

作者：wowo 发布于：2014-3-14 18:31 分类：统一设备模型

sysfs是一个基于RAM的文件系统，它和Kobject一起，可以将Kernel的数据结构导出到用户空间，以文件目录结构的形式，提供对这些数据结构（以及数据结构的属性）的访问支持。

sysfs具备文件系统的所有属性，而本文主要侧重其设备模型的特性,因此不会涉及过多的文件系统实现细节，而只介绍sysfs在Linux设备模型中的作用和使用方法。具体包括：

• sysfs和Kobject的关系
• attribute的概念
• sysfs的文件系统操作接口

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标签: Linux Kernel 内核 设备模型 sysfs

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Linux设备模型(3)_Uevent

作者：wowo 发布于：2014-3-10 20:39 分类：统一设备模型

Uevent是Kobject的一部分，用于在Kobject状态发生改变时，例如增加、移除等，通知用户空间程序。用户空间程序收到这样的事件后，会做相应的处理。

该机制通常是用来支持热拔插设备的，例如U盘插入后，USB相关的驱动软件会动态创建用于表示该U盘的device结构（相应的也包括其中的kobject），并告知用户空间程序，为该U盘动态的创建/dev/目录下的设备节点，更进一步，可以通知其它的应用程序，将该U盘设备mount到系统中，从而动态的支持该设备。

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标签: Linux Kernel 内核 设备模型 Uevent

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Linux设备模型(2)_Kobject

作者：wowo 发布于：2014-3-7 0:25 分类：统一设备模型

Kobject是Linux设备模型的基础，也是设备模型中最难理解的一部分（可参考Documentation/kobject.txt的表述）。因此有必要先把它分析清楚。

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标签: Linux 内核 设备模型 kobject ktype kset

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Linux设备模型(1)_基本概念

作者：wowo 发布于：2014-2-27 17:01 分类：统一设备模型

在“Linux内核的整体架构”中，蜗蜗有提到，由于Linux支持世界上几乎所有的、不同功能的硬件设备（这是Linux的优点），导致Linux内核中有一半的代码是设备驱动，而且随着硬件的快速升级换代，设备驱动的代码量也在快速增长。个人意见，这种现象打破了“简洁就是美”的理念，是丑陋的。它导致Linux内核看上去非常臃肿、杂乱、不易维护。但蜗蜗也知道，这不是Linux的错，Linux是一个宏内核，它必须面对设备的多样性，并实现对应的驱动。

为了降低设备多样性带来的Linux驱动开发的复杂度，以及设备热拔插处理、电源管理等，Linux内核提出了设备模型（也称作Driver Model）的概念。设备模型将硬件设备归纳、分类，然后抽象出一套标准的数据结构和接口。驱动的开发，就简化为对内核所规定的数据结构的填充和实现。

本文将会从设备模型的基本概念开始，通过分析内核相应的代码，一步一步解析Linux设备模型的实现及使用方法。

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标签: Kernel 内核 设备模型 Device Model 驱动开发

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Linux内核的整体架构

作者：wowo 发布于：2014-2-21 13:23 分类：Linux内核分析

本文是“Linux内核分析”系列文章的第一篇，会以内核的核心功能为出发点，描述Linux内核的整体架构，以及架构之下主要的软件子系统。之后，会介绍Linux内核源文件的目录结构，并和各个软件子系统对应。

注：本文和其它的“Linux内核分析”文章都基于如下约定：  
a) 内核版本为Linux 3.10.29（该版本是一个long term的版本，会被Linux社区持续维护至少2年），可以从下面的链接获取：https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.10.29.tar.xz 
b) 鉴于嵌入式系统大多使用ARM处理器，因此涉及到体系结构部分的内容，都以ARM为分析对象

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标签: Linux Kernel 内核 架构

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