1. 了解Linux系统
Linux操作系统在现代计算机系统中扮演着重要角色，特别是在服务器和移动设备领域，广泛使用。Linux具有开放源代码、高度可配置、稳定和安全等优点。
Linux内核是Linux操作系统最重要的组成部分之一，负责操作系统资源管理和硬件设备驱动程序的执行，它运行于CPU的ring 0特权等级之上。
2.源代码分析
2.1 开放源代码的优势
Linux系统作为一款开源软件，其源代码是公开的，任何人都可以去查看、分析和修改。这种方式让用户能够知道系统中的每个组成部分、其如何工作以及它们相互作用的方式。
这种对源代码的开放性有助于更好地理解操作系统的内部工作，并为解决麻烦问题提供了深入的见解。
2.2 研究源代码的步骤
研究Linux源代码通常需要遵循以下步骤：
了解内核代码的基础知识和基本概念
选择要研究的代码段并确定其构建
创建一个运行内核的环境，可以使用虚拟机或物理机等
调试和跟踪代码，了解其执行
通过分析源代码遵循这些步骤，可以更好地理解内核中发生的事情。
2.3 实例分析
以下是一段Linux内核源代码：
static noinline int pick_next_task(struct rq *rq)
{
unsigned long tasks, running;
const struct sched_class *class;
struct task_struct *p;
int new_tasks;
/*
* Disable kernel preemption. The scheduler needs to do its own locking
* to achieve proper synchronisation if it is allowed to be preempted.
*/
preempt_disable();
class = rq->curr->sched_class;
/* 如果有新的任务到来或者这个CPU上有处于可运行状态的进程，执行以下操作 */
new_tasks = !list_empty(&rq->new);
tasks = rq->nr_running + new_tasks; //总的进程数
running = rq->cfs.h_nr_running + (class->hrtick_enabled &&
rq->hrtick_enabled); //运行中的进程数
/*
* Check if we should do load balancing.
*/
if (should_we_balance(rq, class, tasks, running)) { //检查是否需要进行load balance
/* pick a task from another runqueue */
p = load_balance(rq, class, tasks, running);
if (!p) {
/* we really need to sleep */
if (!(rq->idle_balance)) {
rq->idle_balance = 1;
atomic_inc(&rq->nr_iowait);
}
p = rq->curr;
} else {
rq->idle_balance = 0;
rq->nr_iowait = 0;
if (p != rq->curr)
rq_unpin_lock(rq, rq->curr); //释放CPU锁
context_switch(rq, p, class); //切换上下文，进行进程调度
rq_repin_lock(rq, p);
goto out;
}
}
/* 如果这个调度类别拥有高优先级进程，比如real-time 进程 */
if (class->pick_next_task) {
p = class->pick_next_task(rq, rq->curr, tasks); //调用调度器的pick_next_task函数
if (p)
goto switch_task;
}
p = __schedule(rq, rq->curr, !new_tasks); //标准调度器，没有高优先级进程，直接进行调度
switch_task:
context_switch(rq, p, class); //切换进程
out:
preempt_enable();
return 1;
}
这是Linux内核中CPU调度器中的一部分程序，作用是根据当前进程，选择要执行的下一个任务。
我们可以看到，该代码的主体是一个多级 if 语句，该语句检查特定状态和标志，然后根据结果选择下一个进程。在注释中，我们可以看到什么时候应该执行什么分支，并了解内核对进程调度的决策过程。
2.4 总结
通过分析Linux内核的源代码，我们可以了解操作系统内部如何工作。这有助于我们理解计算机系统并学习如何构建稳健的软件。