Linux 内核核心知识热点题分析：10 个连环打通的难点
本文选取了最关键的 10 个 Linux 内核核心面试题，对其背后的原理和结构进行系统分析，帮助读者打通知识点，建立全局连绶。
1. 用户态和内核态如何切换？
- 基础概念：Linux 分为用户态 (CPL=3)和内核态 (CPL=0)。
- 切换时机：系统调用（如 read/write/syscall），或者中断触发。
- 切换过程：CPU trap 进入内核，切换栈、保存环境，执行内核方法，再返回用户态。
2. 内核堆栈和用户堆栈有何区别？
- 内核堆栈：内核中一个线程一个堆栈，大幅小为 8K/16K，仅用于内核态代码。
- 用户堆栈：服务于函数归来、存放局部变量，可调整大小。
- 区别：地址端是独立虚拟内存，作用范围、存储规则不同。
3. 为什么中断不能睡眠？
- 原因：中断上下文下时不允许阻塞异步操作，如果睡眠会导致死锁或无限等待。
- 解決：使用 workqueue/tasklet/irqwork 转移到进程上下文解决。
4. kmalloc 与 vmalloc 有何区别？
- kmalloc 分配级联虚拟地址，并和物理地址对齐，适合 DMA；
- vmalloc 分配链接虚拟地址，不对齐，用于大块内存。
- 分别适用于高性能短时任务 vs 大量缓存组织。
5. 什么是内核上下文？
- 包括 CPU 环境：属于哪个进程，用什么栈，是否加锁，打了什么日志。
- 上下文是定位和切换问题的核心。
6. 系统调用时是否切换栈？
- 是，从用户栈 (user stack) 切换到该进程对应的内核栈；
- CPU 通过\u TSS 或 SP_ELx 直接切换栈指针，确保内核保护和安全。
7. 多线程调度体系如何保证整体性能？
- 通过优先级，调度策略，如 CFS 等均分配 CPU 时间。
- 多核下调度 domain 分配分组，保证 CPU 压力均衡。
8. 内核日志应用模型？
- printk/dev_info/dev_dbg 分级输出，便于分维和分析。
- 合理配合 loglevel，配合 dmesg/日志系统解析问题。
9. 实现一个 platform 驱动需要哪些环节？
- 确定 compatible 标签，设计 of_match_table；
- 定义 probe/remove 函数，在 probe 中定义 devm_xxx 访问资源；
- 注册 platform_driver ，保证 module_init 被执行。
10. 如何调试 runtime_suspend 是否被调用？
- 查 power/control = auto，允许自动 suspend；
- dev_info 打印 runtime_suspend()被调用；
- 用户可 echo suspend > power/runtime_status 手动触发。