在这里,提供一些广受欢迎和被认为是高质量的 Linux 内核代码片段,同时也会解释它们的优点和特点。
1. 内核初始化函数
这段代码片段是内核初始化函数,它位于 init/main.c 文件中,负责启动系统,并执行许多重要的初始化操作。这个函数的优点是它清晰明了,使用了一些高级特性,如 GCC 扩展,它还处理了错误和异常情况。
asmlinkage __visible void __init start_kernel(void)
{
/* .. code omitted .. */
/* Perform CPU initialization */
smp_prepare_cpus(setup_max_cpus);
/* Initialize IRQ subsystem */
init_IRQ();
/* .. code omitted .. */
/* Init memory management */
mem_init();
/* .. code omitted .. */
/* Start init */
kernel_init();
/* .. code omitted .. */
}
2. 内存管理函数
这段代码片段是 Linux 内核中的一个内存管理函数,位于 mm/mempolicy.c 文件中。它使用了一些高级技术,如位操作,使代码更加高效和简洁。
int get_mempolicy(int *policy, unsigned long *nodemask,
unsigned long maxnode, unsigned long addr,
unsigned long flags)
{
int ret = 0;
nodemask_t *nodes = NULL;
if (flags & MPOL_F_NODE) {
if (flags & MPOL_F_ADDR) {
ret = -EINVAL;
goto out;
}
if (maxnode >= MAX_NUMNODES) {
ret = -EINVAL;
goto out;
}
if (nodemask != NULL) {
nodes = kmalloc(sizeof(nodemask_t), GFP_KERNEL);
if (nodes == NULL) {
ret = -ENOMEM;
goto out;
}
nodes_clear(*nodes);
*policy = MPOL_BIND;
}
}
/* .. code omitted .. */
out:
if (nodes != NULL)
kfree(nodes);
return ret;
}
3. 文件系统函数
这段代码片段是 Linux 文件系统中的一个函数,位于 fs/namei.c 文件中。它使用了递归算法,处理了复杂的文件路径,同时也使用了一些高级特性,如位操作和条件编译。
static struct dentry *walk_component(struct nameidata *nd, struct qstr *name,
const struct inode *inode, unsigned int flags,
const struct path *path)
{
/* .. code omitted .. */
if (!nd->last_type || (flags & LOOKUP_DIRECTORY)) {
if (unlikely(!d_can_lookup(dentry))) {
if (!(flags & LOOKUP_DIRECTORY))
return ERR_PTR(-ENOTDIR);
return ERR_PTR(-ENOTDIR);
}
if (unlikely(d_really_is_negative(dentry))) {
if (!(flags & LOOKUP_DIRECTORY))
return ERR_PTR(-ENOENT);
return ERR_PTR(-ENOENT);
}
nd->flags &= ~LOOKUP_JUMPED;
return dentry;
}
/* .. code omitted .. */
if (unlikely(d_really_is_negative(dentry))) {
nd->flags |= LOOKUP_PARENT;
return ERR_PTR(-ENOENT);
}
/* .. code omitted .. */
if (unlikely(d_is_symlink(dentry))) {
/* .. code omitted .. */
return NULL;
}
/* .. code omitted .. */
if (unlikely(!d_can_lookup(dentry)))
return ERR_PTR(-ENOTDIR);
if (unlikely(d_really_is_negative(dentry)))
return ERR_PTR(-ENOENT);
nd->flags &= ~LOOKUP_JUMPED;
/* .. code omitted .. */
return dentry;
}
4. 系统调用函数
这段代码片段是一个系统调用函数,位于 `arch/x86/entry/syscalls/syscall_64.c` 文件中,它使用了汇编语言和 C 语言混合编程,实现了 Linux 内核中的系统调用接口。
ENTRY(syscall)
/*
On syscall entry, interrupts are off and fs points to process
kernel_thread_info. We need to save these on the stack so that
we can later access them in a non-kernel context.
/
pushq %rax
pushq %rcx
pushq %r11
pushq %rdi / syscall number argument must be in register rdi /
pushq %rsi
pushq %rdx
movq %fs, %rax
movq %rax, PER_CPU_VAR(current_task) + TI_thread
movq %rsp, %fs:(TI_stack)
/ .. code omitted .. */
5. 进程调度函数
这段代码片段是 Linux 进程调度函数,位于 `kernel/sched/core.c` 文件中。它使用了一些高级技术,如多级反馈队列算法,使 Linux 内核中的进程调度更加高效和公平。
static void __sched schedule(void)
{
struct task_struct *prev, *next;
struct rq *rq;
unsigned long long now;
s64 delta_exec;
int cpu;
rcu_note_context_switch();
preempt_disable();
cpu = smp_processor_id();
rq = cpu_rq(cpu);
now = rq_clock_task(rq);
/* .. code omitted .. */
for (;;) {
prev = rq->curr;
next = pick_next_task(rq, prev, now);
/* .. code omitted .. */
if (likely(prev != next)) {
rq->nr_switches++;
rq->curr = next;
++*switch_count;
prepare_task_switch(rq, prev, next);
/* .. code omitted .. */
__schedule();
/* .. code omitted .. */
}
/* .. code omitted .. */
}
}
6. 内核同步函数
这段代码片段是一个 Linux 内核中的同步函数,位于 `kernel/locking/lockdep.c` 文件中。它使用了一些高级技术,如递归算法和自旋锁机制,来确保内核中的同步和互斥性。
int __lock_acquire(struct lockdep_map *lock, unsigned int subclass,
int trylock, int read, int check)
{
struct task_struct *curr = current;
struct held_lock *this;
struct lock_class *class;
int depth = 0, ret = 0;
u64 curr_chain_key = curr->curr_chain_key;
u64 chain_key = 0;
unsigned long flags;
unsigned int state;
struct held_lock prev_hlock;
/ ... code omitted ... /
class = lock->class;
this = find_held_lock(class, curr);
if (this) {
depth = this->nest_lock;
if (read)
this->read++;
else
this->check++;
goto out;
}
/ ... code omitted ... /
if (!trylock) {
if (read) {
/ ... code omitted ... /
if (!lock_acquire(&class->dep_map, subclass, 0, 1, 0, NULL, RET_IP)) {
/ ... code omitted ... /
goto out_release;
}
/ ... code omitted ... /
} else {
/ ... code omitted ... /
if (!lock_acquire(&class->dep_map, subclass, 0, 0, 0, NULL, RET_IP)) {
/ ... code omitted ... /
goto out_release;
}
/ ... code omitted ... /
}
}
/ ... code omitted ... */
out:
return ret;
}
这段代码实现了内核中的锁机制,用于保护共享资源不被多个任务同时访问。其中,函数中的 `lockdep_map` 结构体表示锁的相关信息,`held_lock` 结构体表示锁的占有情况,`lock_class` 结构体表示锁的类型和属性。函数通过调用 `lock_acquire` 和 `lock_release` 函数来获取和释放锁,保证了内核中的同步和互斥性。
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