Linux 按照特权等级，把进程的运行空间分为内核空间和用户空间，一次系统调用可以实现用户态和内核态的切换
在Linux内核中，进程管理涉及到许多复杂的数据结构和机制，其中active_mm是与内存管理相关的一个关键概念。理解active_mm需要先了解与之相关的一些基本内核结构和概念。
虽然讲解完了内核线程的创建过程，但是似乎又少点什么，那么下面我们来看两个细节：内核线程执行处理函数和内核线程上下文切换细节：
虽然我们在区分Linux进程类别, 但是我还是想说Linux下只有一种类型的进程，那就是task_struct，当然我也想说linux其实也没有线程的概念, 只是将那些与其他进程共享资源的进程称之为线程。
因此当前linux的调度程序由两个调度器组成：主调度器，周期性调度器(两者又统称为通用调度器(generic scheduler)或核心调度器(core scheduler))
| 导语 本文主要是讲Linux的调度系统, 由于全部内容太多，分三部分来讲，调度可以说是操作系统的灵魂，为了让CPU资源利用最大化，Linux设计了一套非常精细的调度系统，对大多数场景都进行了很多优化，系统扩展性强，我们可以根据业务模型和业务场景的特点，有针对性的去进行性能优化，在保证客户网络带宽前提下，隔离客户互相之间的干扰影响，提高CPU利用率，降低单位运算成本，提高市场竞争力。欢迎大家相互交流学习！
内核线程被调度执行时确实需要一个地址空间，但这个地址空间并不是为每个内核线程独立创建的。内核线程运行在操作系统的内核空间中，而不是在用户空间。以下是内核线程执行时地址空间的来源和管理方式：
中断服务程序一般都是在中断请求关闭的条件下执行的,以避免嵌套而使中断控制复杂化。但是，中断是一个随机事件，它随时会到来，如果关中断的时间太长，CPU就不能及时响应其他的中断请求，从而造成中断的丢失。因此，Linux内核的目标就是尽可能快的处理完中断请求，尽其所能把更多的处理向后推迟。例如，假设一个数据块已经达到了网线，当中断控制器接受到这个中断请求信号时，Linux内核只是简单地标志数据到来了，然后让处理器恢复到它以前运行的状态，其余的处理稍后再进行（如把数据移入一个缓冲区，接受数据的进程就可以在缓冲区找到数据）。因此，内核把中断处理分为两部分：上半部（tophalf）和下半部（bottomhalf），上半部（就是中断服务程序）内核立即执行，而下半部（就是一些内核函数）留着稍后处理。
进程表（process table），也称进程控制块（PCB），是由操作系统维护的，每个进程占用其中一个表项。该表项包含了操作系统对进程进行描述和控制的全部信息，从而保证该进程换出后再次启动时，就像从未中断过一样。
进程是操作系统分配资源(CPU、内存、文件)、调度任务和执行的一个基本单位。它拥有独立的内存空间、已分配的资源和独立的执行上下文。 线程是CPU调度的基本单位，同一进程内的线程共享了进程的资源和内存空间。
最近抽空研究、整理了一下Golang调度机制，学习了其他大牛的文章。把自己的理解写下来。如有错误，请指正！！！
工作队列（work queue）是另外一种将工作推后执行的形式，tasklet(小任务机制)有所不同。工作队列可以把工作推后，交由一个内核线程去执行，也就是说，这个下半部分可以在进程上下文中执行。这样，通过工作队列执行的代码能占尽进程上下文的所有优势。最重要的就是工作队列允许被重新调度甚至是睡眠。
在linux系统中， 我们接触最多的莫过于用户空间的任务，像用户线程或用户进程，因为他们太活跃了，也太耀眼了以至于我们感受不到内核线程的存在，但是内核线程却在背后默默地付出着，如内存回收，脏页回写，处理大量的软中断等，如果没有内核线程那么linux世界是那么的可怕！本文力求与完整介绍完内核线程的整个生命周期，如内核线程的创建、调度等等，当然本文还是主要从内存管理和进程调度两个维度来解析，且不会涉及到具体的内核线程如kswapd的实现，最后我们会以一个简单的内核模块来说明如何在驱动代码中来创建使用内核线程。
Linux内核可以看作一个服务进程(管理软硬件资源，响应用户进程的种种合理以及不合理的请求)。
Go语言最大的特色就是从语言层面支持并发（Goroutine），Goroutine是Go中最基本的执行单元。事实上每一个Go程序至少有一个Goroutine：主Goroutine。当程序启动时，它会自动创建。
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韩传华，就职于南京大鱼半导体有限公司，主要从事linux相关系统软件开发工作，负责Soc芯片BringUp及系统软件开发，乐于分享喜欢学习，喜欢专研Linux内核源代码。
本文主要讨论在高实时要求、高效能计算、DPDK等领域，Linux如何让某一个线程排他性独占CPU；独占CPU涉及的线程、中断隔离原理；以及如何在排他性独占的情况下，甚至让系统的timer tick也不打断独占任务，从而实现最低的延迟抖动。
我们都知道计算机的核心是CPU，它承担了所有的计算任务；而操作系统是计算机的管理者，它负责任务的调度、资源的分配和管理，统领整个计算机硬件；应用程序则是具有某种功能的程序，程序是运行于操作系统之上的。
线程是计算机操作系统的最小调度资源，同一个进程内多个线程可以共享代码段、数据段、打开的文件等资源，但是每个线程都有一套独立的寄存器和栈，这样可以保证线程的控制流是独立的。
先了解一下操作系统的一些相关概念，大部分操作系统(如Windows、Linux)的任务调度是采用时间片轮转的抢占式调度方式，也就是说一个任务执行一小段时间后强制暂停去执行下一个任务，每个任务轮流执行。任务执行的一小段时间叫做时间片，任务正在执行时的状态叫运行状态，任务执行一段时间后强制暂停去执行下一个任务，被暂停的任务就处于就绪状态等待下一个属于它的时间片的到来。这样每个任务都能得到执行，由于CPU的执行效率非常高，时间片非常短，在各个任务之间快速地切换，给人的感觉就是多个任务在“同时进行”，这也就是我们所说的并发(并发简单来说多个任务同时执行)。
lab4 会依赖 lab1、lab2 和 lab3，我们需要把做的 lab1、lab2 和 lab3 的代码填到 lab4 中缺失的位置上面。练习 0 就是一个工具的利用。这里我使用的是 Linux 下的系统已预装好的 Meld Diff Viewer 工具。和 lab3 操作流程一样，我们只需要将已经完成的 lab1、lab2 和 lab3 与待完成的 lab4 (由于 lab4 是基于 lab1、lab2、lab3 基础上完成的，所以这里只需要导入 lab3 )分别导入进来，然后点击 compare 就行了。
io_uring 是 Linux 于 2019 年加入到内核的一种新型异步 I/O 模型，io_uring 主要为了解决 原生AIO（Native AIO） 存在的一些不足之处。下面介绍一下原生 AIO 的不足之处：
什么是线程？线程与进程与有什么关系？这是一个非常抽象的问题，也是一个特别广的话题，涉及到非常多的知识。我不能确保能把它讲的话，也不能确保讲的内容全部都正确。即使这样，我也希望尽可能地把他讲通俗一点，讲的明白一点，因为这是个一直困扰我很久的，扑朔迷离的知识领域，希望通过我的理解揭开它一层一层神秘的面纱。
原文：http://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/46595285 作者：luoweifu
linux的上下文切换就是进程线程的切换，也就是切换struct task_struct结构体，一个任务的上下文包括cpu的寄存器，内核栈等，由于1个cpu上的所有任务共享一套寄存器，所以在任务挂起的时候需要保存寄存器，当任务重新被调度执行的时候需要恢复寄存器。每种处理器都提供了硬件级别的上下文切换，比如x86架构下的TSS段，TSS段包括了一个任务执行的所需要的所有上下文，主要有：1.通用寄存器和段寄存器。2.标志寄存器EFLAGS,程序指针EIP，页表基地址寄存器CR3，任务寄存器和LDTR寄存器。3.I/O映射位图基地址和I/O位图信息。4.特权级0，1，2堆栈指针。5.链接到前一任务的链指针。所以上下文切换也很简单，直接用call或者jmp指令调度任务。同样ARM架构也有快速上下文切换技术。但是Linux为了适用更多的cpu架构没使用处理器相关的上下文切换技术，而是大部分通过软件实现。linux上下文切换就在schedule（）函数里，很多地方都会调用这个函数。scchedule函数前面大部分代码是和调度算法相关的，比如实时任务调度算法，O(1)调度算法（2.6.22版本被CFS调度算法取代），CFS调度算法等。经过前面的代码计算后找出下一个要执行的任务，然后开始执行上下文切换。先看一段linux2.6.18版本还使用O(1)调度算法的schedule函数代码：
内核线程（Kernel-Level Thread ，KLT） 轻量级进程（Light Weight Process,LWP）：轻量级进程就是我们通常意义上所讲的线程，由于每个轻量级进程都由一个内核线程支持，因此只有先支持内核线程，才能有轻量级进程
Go 语言比 Java 语言性能优越的一个原因，就是轻量级线程Goroutines（协程Coroutine）。本篇文章深入分析下 Java 的线程和 Go 的协程。
本文经公众号：腾讯技术工程（ID：Tencent_TEG）授权转载，如需转载请联系出处。
设备的中断会打断内核进程中的正常调度和运行，系统对更高吞吐率的追求势必要求中断服务程序尽量短小精悍。但是，这个良好的愿望往往与现实并不吻合。在大多数真实的系统中，当中断到来时，要完成的工作往往并不会是短小的，它可能要进行较大量的耗时处理。 下图描述了Linux内核的中断处理机制。为了在中断执行时间尽量短和中断处理需完成的工作尽量大之间找到一个平衡点，Linux将中断处理程序分解为两个半部：顶半部和底半部。
注：本分类下文章大多整理自《深入分析linux内核源代码》一书，另有参考其他一些资料如《linux内核完全剖析》、《linux c 编程一站式学习》等，只是为了更好地理清系统编程和网络编程中的一些概念
I/O 密集型应用、计算密集型应用应该用什么实现？进程、内核线程、用户态线程、协程它们的原理和应用场景又是什么？如何组合它们才能让机器性能达到最优？它们的死锁和竞态又是什么？如何清晰地表示它们之间的关系？希望读完本文后，能帮您解答这些疑惑！
欢迎来到操作系统系列，依然采用图解 + 大白话的形式来讲解，让小白也能看懂，帮助大家快速科普入门
作者：joellwang，腾讯 CSIG 后台开发工程师 本文主要介绍了 Go 程序为了实现极高的并发性能，其内部调度器的实现架构（G-P-M 模型），以及为了最大限度利用计算资源，Go 调度器是如何处理线程阻塞的场景。 怎么让我们的系统更快 随着信息技术的迅速发展，单台服务器处理能力越来越强，迫使编程模式由从前的串行模式升级到并发模型。 并发模型包含 IO 多路复用、多进程以及多线程，这几种模型都各有优劣，现代复杂的高并发架构大多是几种模型协同使用，不同场景应用不同模型，扬长避短，发挥
Linux的进程排查总体思路和windows的不会偏差太多，具体到细则上存在差异，今天就和师傅们来探讨下Linux下的进程分析及排查。
在讲goroutine的调度原理之前，有些与操作系统相关的知识，我们需要先知道，例如：
在之前的文章中，讲解中断处理相关的概念的时候，提到过有些任务不是紧急的，可以延后一段时间执行。因为中断服务例程都是顺序执行的，在响应一个中断的时候不应该被打断。相反，这些可延时任务执行时，可以使能中断。那么，将这些任务从中断处理程序中剥离出来，可以有效地保证内核对于中断响应时间尽可能短。这对于时间苛刻的应用来说，这是一个很重要的属性，尤其是那些要求中断请求必须在毫秒级别响应的应用。
程序是指储存在外部存储(如硬盘)的一个可执行文件, 而进程是指处于执行期间的程序, 进程包括 代码段(text section) 和 数据段(data section), 除了代码段和数据段外, 进程一般还包含打开的文件, 要处理的信号和CPU上下文等等.
大家好，我是易安！今天我们来探讨一个问题，Go 协程的实现原理。此“协程”非彼”携程“。
我们写好的一行行代码，为了让其工作起来，我们还得把它送进城（进程）里，那既然进了城里，那肯定不能胡作非为了。
理解Linux内核最好预备的知识点 Linux内核的特点 Linux内核的任务 内核的组成部分 哪些地方用到了内核机制？ Linux进程 Linux创建新进程的机制 Linux线程 内核线程 地址空间与特权级别 虚拟地址与物理地址 特权级别（Linux的两种状态） 系统调用 设备驱动程序、块设备和字符设备 网络 文件系统
前面选择了一个合适进程作为下一个进程，接下来做重要的上下文切换动作，来保存上一个进程的“上下文”恢复下一个进程的“上下文”，主要包括进程地址空间切换和处理器状态切换。
传统的并发形式：多线程共享内存，这也是Java、C#或者C++等语言中的多线程开发的常规方法，其实golang语言也支持这种传统模式，另外一种是Go语言特有的，也是Go语言推荐的： CSP（communicating sequential processes）并发模型。不同于传统的多线程通过共享内存来通信，CSP讲究的是“以通信的方式来共享内存”。 “不要以共享内存的方式来通信，相反，要通过通信来共享内存。”
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