graph TB
A["Linux 内核"] --> B["1500万行 C 代码"]
A --> C["覆盖所有子系统"]
A --> D["性能优化的天花板"]
A --> E["开源软件的金标准"]
B -.->|FOSS| F["自由使用"]
C -.->|覆盖面| G["一站式学习"]
D -.->|调优| H["理解瓶颈"]
E -.->|参考| I["学习 C + 数据结构"]
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数据（截至 2026 年）：
Linux 6.0：约 3500 万行代码（包括工具、文档）
内核本身：约 1500 万行
贡献者：超过 5000 人
发布历史：1991 年至今 30+ 年
一、第 1 章：简介与概述
1.1 内核态 vs 用户态
graph LR
subgraph "用户态 ring 3"
U["用户进程"]
GLIBC["glibc"]
end
subgraph "内核态 ring 0"
K["内核代码"]
SYSCALL["系统调用接口"]
end
U -->|"int 0x80 / syscall"| GLIBC --> SYSCALL --> K
K -.->|"iret / sysret"| U
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graph LR
A["O(n) 调度器\n2.4 前"] --> B["O(1) 调度器\n2.6 早期"]
B --> C["CFS\n2.6.23+"]
A -->|"慢\noverhead 大"| A1["❌"]
B -->|"不均衡\n交互性差"| A2["❌"]
C -->|"公平\n红黑树"| A3["✅"]
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// 选择下一个进程：O(1) next = active->queue[highest_priority].first;
优势：调度决策 O(1)，与进程数无关。 缺点：交互性差——长任务”饿死”短任务。
2.6 CFS（Completely Fair Scheduler）
graph TB
A["CFS"] --> B["红黑树\n(rbtree)"]
A --> C["虚拟运行时间\nvruntime"]
A --> D["调度延迟\nsched_latency"]
B --> B1["O(log n) 插入/删除"]
C --> C1["公平性度量"]
D --> D1["周期长度"]
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graph LR
A["调度器"] --> B["普通调度\nCFS"]
A --> C["实时调度\nRT"]
B --> B1["nice 范围"]
B --> B2["vruntime"]
C --> C1["SCHED_FIFO"]
C --> C2["SCHED_RR"]
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优先级（数字越小优先级越高）：
优先级
调度策略
0
保留
1-99
实时（SCHED_FIFO/RR）
100-139
普通（CFS）
2.8 进程创建：fork()、vfork()、clone()
sequenceDiagram
participant User as 用户进程
participant Lib as glibc
participant Kern as 内核
participant New as 新进程
User->>Lib: fork()
Lib->>Kern: sys_clone()
Kern->>New: copy_process()
New->>Kern: 等待调度
Kern-->>User: 返回子进程 PID
Kern-->>New: 返回 0
graph TB
A["exit()"] --> B["释放资源\nfiles/signal/mm"]
A --> C["设置状态\nEXIT_ZOMBIE"]
A --> D["通知父进程\nSIGCHLD"]
A --> E["调度器回收\nrelease_task"]
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graph TB
A["进程管理核心"] --> B["task_struct\n进程描述符"]
A --> C["调度器\nCFS 红黑树"]
A --> D["fork/clone\n进程创建"]
A --> E["exec/exit\n进程生命周期"]
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