发布时间：2014-12-29 10:35:57
使用SystemTap调试新增内核模块
关键点：
1）使用SystemTap调试内核模块，探测点的编写格式示例为：
module("ext3").function("ext3_*")
2）需要将新增的helloworld模块cp到/lib/modules/`uname -r`/extra目录中，否则找不到符号。......【阅读全文】
发布时间：2014-11-19 16:06:19
kernel 3.10内核源码分析--slab原理及相关代码
1、基本原理
我们知道，Linux保护模式下，采用分页机制，内核中物理内存使用buddy system(伙伴系统)进行管理，管理的内存单元大小为一页，也就是说使用buddy system分配内存最少需要分配一页大小。那如果需要分配小于一页的内存该怎么办呢？
另一方面，内核中经常需要大量的数据结构(比如struct task_strcut)，这些数据结构的频繁分配和释放对性能影响较大。
Slab正是用于解决上述的两个问题， Slab 分配器源于 Solaris 2.4 的分配算法，工作于buddy system之上，用于管理特定大小对象的缓存，提高小块内存或特定对象内存分配效率。
Slab的两个用途如前面所述：1、缓存和管理内核中经常使用的数据结构对象，内核中使用slab提供的专用的接口，可以实现数据结构对象的快速分配，大大减少相关开销，提升效率。2、缓存和管理小块内存，也称通用缓存，用于kmalloc的底层实现和支撑。......【阅读全文】
发布时间：2014-09-17 18:29:20
一次用户态进程死循环案例的分析
1、问题现象
业务进程(用户态多线程程序)挂死，操作系统反应迟钝，系统日志没有任何异常。从进程的内核态堆栈看，看似所有线程都卡在了内核态的如下堆栈流程中：
[root@vmc116 ~]# cat /proc/27007/task/11825/stack
[] retint_careful+0x14/0x32
......【阅读全文】
发布时间：2014-09-12 17:02:34
kernel 3.10内核源码分析--udp_sendmsg()--UDP发包流程
udp_sendmsg()主要流程如下：
1）前期处理。包括，对数据长度合法性判断、pending数据的判断、目的地址的处理和获取、控制信息的处理、组播处理、connected信息处理、MSG_CONFIRM标志的处理等。
2）调用ip_append_data()接口将其添加到传输控制块(sock)的发送队列中(利用发送队列中的现有skb，或者新创建skb，详细原理和流程请参见ip_append_data()接口的分析)。
3）判断是否有cork标记(MSG_MORE)，如果没有，则说明需要立即发送，则调用udp_push_pending_frames()接口发送报文，实际是将包提交至IP层；如果设置了cork，则说明需要阻塞等待直到数据达到MTU大小，则完成本次的udp_sendmsg()处理。......【阅读全文】
发布时间：2014-09-09 19:53:39
kernel 3.10内核源码分析--ip_append_data--IP层提供的UDP和RAW socket的发包接口
基本原理
UDP发包流程中，当没有cork的情况下，会走过udp_sendmsg到达ip_append_data，该接口是IP层提供的UDP和RAW Socket的发包接口，同时，TCP中用于发送ACK和RST报文的接口ip_send_reply最终也会调用此接口
该接口的主要作用是：将数据拷贝到适合的skb(利用发送队列中现有的或新创建)中，可能有两种情况:
1）放入skb的线性区(skb->data)中；
2）或者放入skb_shared_info的分片(frag)中
另外，还需要考虑MTU对skb数据进行分割，为IP层的分片做准备。......【阅读全文】
发布时间：2014-09-05 15:00:23
kernel 3.10内核源码分析--Sysrq处理流程、键盘驱动、input子系统相关
1、基本介绍
Sysrq魔术键提供了大量的实用功能，可用户快速获取系统运行状态信息，尤其是在系统出现异常时，收集有用信息，对于疑难问题的分析有极大的帮助。
典型应用场景如：
1）系统进入了挂死状态(如调度出现异常、或系统负荷过重），但仍能响应中断，此时可以通过Sysrq魔术键(c)手工触发panic，结合kdump，就能收集到vmcore信息，用于问题的后续分析定位，非常有用。
2）当系统中某进程出现挂死(可能是D状态，或是死锁)，此时需要确认该进程具体挂在什么地方，可以使用Sysrq魔术键(t)打印出系统中所有进程的堆栈信息。
3）当系统出现反应迟钝、交互困难时，难以通过shell或终端交互获取到有用信息，此时可以使用Sysrq魔术键(m,p)打印出系统中内存使用的详细信息和CPU运行上下文信息等。......【阅读全文】
发布时间：2014-08-22 00:33:44
Crash工具用于解析kdump抓取的vmcore信息，如之前分析，vmcore实际为系统运行当时的内存镜像，其中包括了所有的内存中可以看到的信息，通过Crash工具可以解析vmcore中的详细数据，本文主要以sk_buff数据结构为例简单说明Crash中间中对结构体的解析。
?
?1、基本用法
?Crash中使用struct命令解析结构体，具体用法为：
?[struct] ......【阅读全文】
发布时间：2014-08-13 18:58:47
kernel 3.10代码分析--KVM相关--KVM_SET_USER_MEMORY_REGION流程
1、基本原理
如之前分析，kvm虚拟机实际运行于qemu-kvm的进程上下文中，因此，需要建立虚拟机的物理内存空间(GPA)与qemu-kvm进程的虚拟地址空间(HVA)的映射关系。
虚拟机的物理地址空间实际也是不连续的，分成不同的内存区域(slot)，因为物理地址空间中通常还包括BIOS、MMIO、显存、ISA保留等部分。
qemu-kvm通过ioctl vm指令KVM_SET_USER_MEMORY_REGION来为虚拟机设置内存。主要建立guest物理地址空间中的内存区域与qemu-kvm虚拟地址空间中的内存区域的映射，从而建立其从GVA到HVA的对应关系，该对应关系主要通过kvm_mem_slot结构体保存，所以实质为设置kvm_mem_slot结构体。......【阅读全文】
发布时间：2014-08-12 19:44:18
kernel 3.10代码分析--KVM相关--虚拟机创建
1、基本原理
如之前分析，kvm虚拟机通过对/dev/kvm字符设备的ioctl的System指令KVM_CREATE_VM进行创建，本文简单解释及分析在3.10版本内核代码中的相关流程，用户态qemu-kvm部分暂不包括。......【阅读全文】
发布时间：2014-08-08 18:52:09
1、内核hung task检测机制由来
?我们知道进程等待IO时，经常处于D状态，即TASK_UNINTERRUPTIBLE状态，处于这种状态的进程不处理信号，所以kill不掉，如果进程长期处于D状态，那么肯定不正常，原因可能有二：
?1）IO路径上的硬件出问题了，比如硬盘坏了(只有少数情况会导致长期D，通常会返回错误)；
?2）内核自己出问题了。
?这种问题不好定位，而且一旦出现就通常不可恢复，kill不掉，通常只能重启恢复了。
?内核针对这种开发了一种hung task的检测机制，基本原理是：定时检测系统中处于D状态的进程，如果其处于D状态的时间超过了指定时间(默认120s，可以配置)，则打印相关堆栈信息，也可以通过proc参数配置使其直接panic。......【阅读全文】
发布时间：2014-08-06 20:00:50
Oops中的error code解释
1、如果第1位被清0，则异常是由一个不存在的页所引起的；否则是由无效的访问权限引起的。
2、如果第1位被清0，则异常由读访问或者执行访问所引起；否则异常由写访问引起。
3、如果第2位被清0，则异常发生在内核态；否则异常发生在用户态。......【阅读全文】
发布时间：2014-08-06 09:42:39
kernel 3.10内核源码分析--vmalloc(非连续内存页分配)
在分配内存时，总是希望能分配到连续的物理内存页，愿望是美好的，但系统中可能没有太多的连续内存可用(比如内存碎片严重时)，此时就需要一种非连续内存的分配方式。于是乎，就产生了vmalloc，vmalloc用于分配不连续的物理内存页，但将其映射到内核虚拟地址空间中后，其虚拟地址是连续的
内核虚拟地址空间中，有一段专门的区间用于vmalloc，称之vmalloc区，位于线性映射区之后，准确的说是从892M+8M(VMALLOC_START)到VMALLOC_END之间，其中892M是线性映射区，用于线性映射低端内存，之后的8M是安全间隙，用于区间隔离，防止越界。
vmalloc区中包含一个个独立的子区域，每个子区域用于一次独立映射，各个子区域间通过一个内存页进行隔离，防止不正确的内存访问操作。......【阅读全文】
发布时间：2014-08-06 09:09:10
3.10 kernel内核源码分析--ioremap
1、为什么需要ioremap
问题：分配mmio(request_mem_region)后，得到的是物理地址，按理只需要将其转换为虚拟地址后(内核中，低端内存只是一个偏移而已)，
应该就可以直接访问了吧？但是为什么还需要使用ioremap将其转换为线性地址后才能访问呢？
解答：分配的mmio的物理地址在内核中不一定能直接访问，比如：
1）x86 32位环境中，mmio的地址范围就在3G-4G之间，位于高端内存，内核中不能直接访问，需要进行映射。
2）一些体系架构中，IO内存根本就不能直接访问，必须建立相应的映射后才行，相应的映射工作由架构相关的ioremap完成......【阅读全文】
发布时间：2014-07-17 19:23:47
Out Of Memory(OOM)，即内存耗尽，当系统中内存耗尽时，如果不做处理，将处于崩溃的边缘，因为无内核资源可用，而系统运行时刻都可能需要申请内存。这时，内核需要采取一定的措施来防止系统崩溃，这就是我们熟知的OOM流程，其实就是要回收一些内存，而走到OOM流程，已经基本说明其它的回收内存的手段都已经尝试过了(比如回收cache)，这里通常只能通过kill进程来回收内存了，而选择被kill进程的标准就比较简单直接了，总体就是：谁用的多，就kill谁。......【阅读全文】
