操作系统 on Clarity

git

Sun, 24 May 2026 00:00:00 +0000

内容源自廖雪峰的Git教程

一.git配置

优先级：--local > --global > --system

用了--global这个参数，表示你这台机器上所有的Git仓库都会使用这个配置

1.配置git用户名和邮箱

1git config --global user.name        # 查看
2git config --global user.name 用户名  # 修改
3git config --global user.email       # 查看
4git config --global user.email 邮箱   # 修改

二.仓库

1.创建git仓库

1git init 仓库名  #创建一个git仓库
2git init        #将一个项目转化为使用git管理（创建.git目录）

示例：

目录结构：

 1project
 2   |------.git
 3            |--------branches
 4            |--------config        #仓库的配置文件
 5            |--------description
 6            |--------HEAD
 7            |--------hooks
 8            |--------info
 9            |--------objects
10            |--------refs

隐藏目录.git不算工作区，而是Git的版本库

Linux常用命令

Sun, 24 May 2026 00:00:00 +0000

参考

linw7的github

《鸟哥的Linux私房菜》

一.文件管理

1.文件查找：find

使用方法

 1find [查找目录] [查找条件]
 2
 3查找目录：
 4    .：在当前目录及子目录下查找（默认）
 5    A：在目录A及A的子目录下查找
 6查找条件：
 7    -name：根据文件名查找
 8    -regex：使用正则表达式匹配
 9    -type：按类型查找（f:文件，d:目录，l:链接...）
10    -atime：按访问时间查找（n:n天前的一天内，+n:n天前(不含n天本身)，-n:n天内(不含n天)）
11    -mtime：按修改时间查找（n:n天前的一天内，+n:n天前(不含n天本身)，-n:n天内(不含n天)）
12    -size：按大小查找（单位k，+nk:"比nk更大"，-nk:"比nk更小"）
13    -perm：按权限查找（644：权限等于644的文件）
14    -user/-nouser：用户名等于/用户名不等于
15    -group/-nogroup：组名等于/组名不等于

示例

1#1.在当前目录及子目录下查找后缀为cpp的文件
2find . -name *.cpp
3
4#2.使用正则表达式查找
5find -regex ".*.cpp$"

2.文件拷贝：cp

使用方法

1cp [选项] 源路径 目的路径
2
3选项：
4    -a：将所有属性一起复制（包括拥有者、时间等信息）
5    -i：目标文件存在时，进行询问
6    -r：递归复制

3.打包解包：tar

使用方法

1tar [-j|-z] [cv] [-f 压缩包名] 目录
2tar [-j|-z] [xv] [-f 解压包名] [-C 解压路径]
3
4选项：
5    -c/-x：打包/解包
6    -j/-z：bzip2格式/gzip格式
7    -v：显示过程

二.文本处理

1.(显示行号)查看文件：nl

行号计算不包括空行

Linux内核

Sun, 24 May 2026 00:00:00 +0000

块I/O层

块I/O层

1.I/O设备

设备类型大体上可以分为块设备(block device)和字符设备(character device)

块设备和字符设备关键的区别在于数据访问的方式：

块设备：数据访问的方式为随机访问，可以在块设备的不同位置进行跳转，随机访问数据，并不需要遵循一定的顺序。（常见块设备包括：hard disk(最普遍)、floppy drivers、Blu-ray reader、flash memory）
字符设备：数据访问的方式为数据流，拿键盘来说，如果键入“wolf”，驱动会严格按照字符串顺序返回字符流，如果乱序读取这个字符流，或者读取字符流中其它位置的字符，都会产生歧义。（常见字符设备包括：serial ports、keyboards）

因此，管理块设备通常会更复杂。因为字符设备只需要记录当前读取数据的位置就行了，而块设备在任何位置支持向前或者向后访问。加上块设备对性能十分敏感，因此内核为块设备单独提供了一个子系统**(块I/O层 block I/O layer)**进行管理

2.扇区(sector)

块设备的最小可寻址单元。最常见大小是512B(也有其它大小，如很多CD-ROM discs 的扇区为2KB)。尽管很多块设备能一次对多个扇区进行管理，但是无法对比块更小的单元进行寻找/操作

3.块(block)

块是文件系统层面的一个抽象。尽管块设备以扇区为单元进行寻址，但是文件系统操作的数据以块为单位。内核要求块不能小于扇区，不能大于页(page)。一般是2^k个扇区大小，常见大小为512B，1KB，4KB

扇区和块的关系下图：

4.buffer_head结构

如果一个块被存进内存，那么就是说这个块存入了一个buffer。每一个buffer和一个具体的块对应。可以说，一个buffer是一个块的内存表示

由于块不能比page大，因此在内存中，一个page能容纳一个或多个块。内核需要一些控制信息(buffer对应哪个设备的哪个块)来管理buffer，因此设计了名为buffer_head的描述符。定义在<linux/buffer_head.h>中：

 1struct buffer_head {
 2	unsigned long b_state;			/* buffer的状态位图 */
 3	struct buffer_head *b_this_page;	/* 该页buffer的循环链表 */
 4	struct page *b_page;			/* 该buffer_head映射到的page */
 5
 6	sector_t b_blocknr;			/* 起始块号 */
 7	size_t b_size;				/* size of mapping */
 8	char *b_data;				/* pointer to data within the page */
 9
10	struct block_device *b_bdev;
11	bh_end_io_t *b_end_io;			/* I/O completion */
12 	void *b_private;			/* reserved for b_end_io */
13	struct list_head b_assoc_buffers;	/* associated with another mapping */
14	struct address_space *b_assoc_map;	/* mapping this buffer is
15						   associated with */
16	atomic_t b_count;			/* 引用计数 */
17};

b_state：buffer的状态。可能是下表中的值
b_count：buffer的使用计数。这个值通过两个内联函数进行增加和减小，它们定义在<linux/buffer_head.h>中
```
1static inline void get_bh(struct buffer_head *bh) {
2	atomic_inc(&bh->b_count);
3}
4static inline void put_bh(struct buffer_head *bh) {
5	atomic_dec(&bh->b_count);
6}
```
在操作一个buffer前，需要调用get_bh()增加这个buffer的使用计数，确保buffer不会意外释放。当操作完成后，调用put_bh()函数减小使用计数
b_bdev：buffer对应的块设备
b_blocknr：buffer对应块的逻辑块号
b_page：指向buffer对应的page
b_data：直接指向具体的块（buffer对应的块位于内存b_data到b_data+b_size范围内）
b_size：块的大小

标志值	描述
BH_Uptodate	Buffer contains valid data
BH_Dirty	Buffer is dirty
BH_Lock	Buffer is undergoing disk I/O and is locked to prevent concurrent access
BH_Req	Buffer is involved in an I/O request
BH_Mapped	Buffer is a valid buffer mapped to an on-disk block
BH_New	Buffer is newly mapped via get_block() and not yet accessed
BH_Async_Read	Buffer is undergoing asynchronous read I/O via end_buffer_async_read()
BH_Async_Write	Buffer is undergoing asynchronous write I/O via end_buffer_async_write()
BH_Delay	Buffer does not yet have an associated on-disk block (delayed allocation)
BH_Boundary	Buffer forms the boundary of contiguous blocks—the next block is discontinuous
BH_Write_EIO	Buffer incurred an I/O error on write
BH_Ordered	Ordered write
BH_Eopnotsupp	Buffer incurred a “not supported” error
BH_Unwritten	Space for the buffer has been allocated on disk but the actual data has not yet been written out
BH_Quiet	Suppress errors for this buffer

总的来说，buffer_head包含内核操作buffer需要用到控制信息，它描绘了内存中buffer和磁盘块之间的映射关系

UNIX环境高级编程

Sun, 24 May 2026 00:00:00 +0000

I/O	文件系统	进程	线程	进程间通信
一.文件I/O 三.标准I/O库八.高级I/O	二.文件和目录	四.进程环境五.进程控制	六.线程七.线程控制	九.进程间通信十.信号

一.文件I/O

二.文件和目录
- 前言：文件系统
- 1.获取文件信息（stat、fstat、lstat、fstatat）
- 2.文件类型
- 3.用户ID和组ID
  - 3.1 进程与文件的用户ID及组ID
  - 3.2 修改文件的所有者和组所有者（chown、fchown、fchownat、lchown）
- 4.文件访问权限
  - 4.1 进程的文件访问权限（access、faccessat）
  - 4.2 新文件的文件访问权限（umask）
  - 4.3 修改文件访问权限（chmod、fchmod、fchmodat）
- 5.新文件和目录的所有权
- 6.粘着位
- 7.文件长度
  - 7.1 文件中的空洞
  - 7.2 文件截断（truncate、ftruncate）
- 8.硬链接
  - 8.1 创建硬链接（link、linkat）
  - 8.2 删除硬链接（unlink、unlinkat）
- 9.符号链接
  - 9.1 创建符号链接（symlink、symlinkat）
  - 9.2 读取符号链接（readlink、readlinkat）
- 10.目录
  - 10.1 创建目录（mkdir、mkdirat）
  - 10.2 删除目录（rmdir）
  - 10.3 读目录（opendir、fdopendir、readdir、rewinddir、closedir、telldir、seekdir）
  - 10.4 更改当前目录（chdir、fchdir）
  - 10.5 获取当前目录的绝对路径（getcwd）
- 11.重命名（rename、renameat）
- 12.文件的时间
  - 12.1 更改文件的访问和修改时间（futimens、utimensat、utimes）
- 13.设备特殊文件

三.标准I/O库
- 1.流
  - 1.1 流的定向（fwide）
  - 1.2 3个标准流
- 2.FILE对象
- 3.缓冲
  - 3.1 3种缓冲类型（setbuf、setvbuf）
  - 3.2 缓冲区冲洗（fflush）
  - 3.3 标准流与缓冲
- 4.相关调用
  - 4.1 打开流（fopen、freopen、fdopen）
  - 4.2 关闭流
  - 4.3 读写流
  - 4.4 定位流
  - 4.5 格式化I/O
  - 4.6 获取流相应的文件描述符
  - 4.7 创建临时文件
- 5.内存流

四.进程环境

五.进程控制

六.线程
- 1.相关函数
- 2.线程同步

七.线程控制

八.高级I/O

九.进程间通信

一.文件I/O

本章描述的函数经常被称为不带缓冲的I/O，不带缓冲值的是每个read和write都调用内核中的一个系统调用。这些不带缓冲的I/O函数不是ISO C的组成部分，它们是POSIX.1和Single UNIX Specification的组成部分

操作系统

Sun, 24 May 2026 00:00:00 +0000

一.理论
- 1.进程与线程
  - 1）进行间通信的方式？(管道、消息、共享内存、信号量、信号、套接字)
  - 2）进程和线程的区别联系？(组成、效率、通信、安全性)
  - 3）进程的地址空间布局
  - 4）程序状态字(PSW)？（一个或一组处理器寄存器，包含有进程的状态信息）
  - 5）进程创建的步骤？
  - 6）进程切换的步骤？
  - 7）一个程序从开始运行到结束的完整过程
  - 8）线程分配什么？TCB(线程控制块)?
  - 9）线程共享进程的什么？不共享什么？CPU共享吗？
  - 10）怎样保证一个CPU只有一个线程运行？（CPU核数与多线程）
  - 11）线程有什么状态？
  - 12）线程池的了解、优点、调度处理方式和保护任务队列的方式？
  - 13）怎么回收线程？
  - 14）进程->线程->协程——知乎阿猫（本质好像是用户态线程，线程与协程最大的区别在是否依赖CPU时钟发出的中断来调度，协程的调度完全由用户控制）
  - 15）线程与协程的区别
  - 16）守护进程、僵尸进程、孤儿进程？（守护进程运行在后台，独立于控制终端，周期性执行某种任务，父进程为init，一般系统启动时运行；僵尸进程会占据PID等系统资源，可以通过kill其父进程，转交给init周期性调用wait操作清理）
  - 17）进程调度方法详细介绍（FCFS、轮转、SPN、SRT、HRRN、反馈法）
  - 18）中断、陷阱和系统调用（异常和中断的区别？）
- 2.并发
  - 1）什么是条件变量？信号量？
  - 2）死锁条件，解决死锁的方法？（死锁预防、死锁避免、死锁检测）
  - 3）互斥和同步？（互斥是对资源独占访问，同步是在互斥基础上通过其它机制实现对资源有序访问）
  - 4）互斥量和信号量的区别？（一个互斥一个同步、值的区别、加锁解锁的线程）
  - 5）自旋锁和互斥量的区别？（失败后的表现，一个忙等一个睡眠）
- 3.内存管理
  - 1）分区（进程整个被载入内存中连续区域，分区中的地址转换）
    - 固定分区（分区大小相等、分区大小不等，内部碎片，活动进程数固定）
    - 动态分区（需要时才分区，外部碎片,放置算法：最佳、首次、下次适配）
  - 2）伙伴算法
  - 3）分页（一个进程可以占据多个页，不要求连续，仅最后一页存在内部碎片；分页中的地址转换）
  - 4）分段（类似于动态分区，区别是进程可以占据多个不连续的区域，外部碎片，分段中的地址转换）
  - 5）缓冲区溢出是什么？会造成什么危害呢？出现原因是什么？
  - 6）分区、分页和分段都要求程序整个载入内存（分区要求连续，分页和分段不要求连续）
  - 7）虚拟内存（内存管理单元(MMU)：CPU中的一个模块，可以将虚拟地址转换成实际物理地址）
    - 虚拟内存的作用？（程序可以比实际物理内存更大、程序不必完全载入内存即可运行，因此活动进程数更多、系统抖动？）
    - 基于分页的实现（和不使用虚拟内存相比，页表中多了2个位，一位表示页是否修改，一位表示页是否在内存中、两级分页系统）
    - TLB？（加速页表的访问）
    - 基于分段的实现（和不使用虚拟内存相比，段表中多了2个位，一位表示段是否修改，一位表示段是否在内存中）
    - 内存保护（分段有助于内存保护，段表中段的长度描述了段的区域，公共代码可以作为一个段被相同程序的多个进程共享）
    - 基于段页式的实现
      - 分段对程序员可见、分页对程序员透明
      - 分段有助于扩展性与内存保护、分页有助于消除外部碎片
    - 页面置换方法详细介绍（OPT、LRU、FIFO、时钟）
    - 驻留集（分配给每个进程的内存大小）管理
      - 驻留集越小，获得进程越多，缺页越高；驻留集越大，活动进程越小，太多时缺页率无明显变化
      - 分配策略与置换范围（固定分配、可变分配、局部置换、全局置换，不存在固定分配全局置换）
    - 清除（写回）策略
- 4.I/O与磁盘调度
  - 1）DMA？
  - 2）I/O缓冲？（输入请求发出之前执行输入，输出请求发出一段时间后才执行输出）
  - 3）磁盘调度算法（FIFO、优先级、SSTF、SCAN、C-SCAN、N-step-SCAN）
二.Linux
- 1.进程线程
  - 1）C程序的存储空间布局
  - 2）fork vfork clone
  - 3）Linux性能及调优指南：进程管理
  - 4）Linux守护进程启动方法
  - 5）如何实现守护进程
  - 6）main函数启动之前
  - 7）exit、_exit、_Exit
  - 8）线程数量的限制
  - 9）进程数量的限制
  - 10）信号
  - 11）线程终止的方法？
    - pthread_exit（主线程调用了pthread_exit对其它线程有什么影响？）
    - 线程执行的函数return
    - 被同一进程的其它线程调用pthread_cancel取消线程
    - 进程main函数return或任何线程调用了exit、_Exit、exit
  - 12）线程与信号
  - 13）正确使用waitpid处理终止的子进程
- 2.并发
  - 1）Linux上分析死锁的简单方法
  - 2）进程间通信的主要方式（管道、FIFO、信号、消息队列、共享内存、信号量、套接字）
  - 3）线程间同步的主要方式（互斥量、读写锁、条件变量、自旋锁、屏障）
  - 4）Linux内核同步机制
- 3.文件系统
  - 1）Linux中的文件类型
  - 2）Linux有哪几种设备？（字符设备与块设备，mknod系统调用用来创建设备文件）
  - 3）如何唯一标识一个设备？（主设备号和次设备号）
  - 4）文件描述符的个数
- 4.I/O
  - 1）5种I/O模型（总览）
  - 2）如何理解阻塞非阻塞与同步异步的区别？
  - 3）文件读写使用的系统调用：open、close、lseek、read、write
  - 4）sync、fsync、fdatasync？
  - 5）文件内存映射mmap（如何使用mmap为文件添加数据？）
- 5.内存管理
  - 1）Linux内存模型（内核）
  - 2）内核内存分配vmalloc与kmalloc
  - 3）Linux内核伙伴系统
  - 4）slab分配器
  - 5）Linux内核空间和用户空间是如何划分的？
- 6.其它
  - 1）Linux系统调用
  - 2）Linux如何实现系统调用？
  - 3）Linux中的软中断和工作队列的作用？
  - 4）Linux系统中的动态库和静态库
  - 5）Linux Core Dump理解
  - 6）Linux Shell管道命令与重定向命令的区别
  - 7）ioctl函数理解

操作系统 on Clarity

git

一.git配置

1.配置git用户名和邮箱

二.仓库

1.创建git仓库

Linux常用命令

一.文件管理

1.文件查找：find

使用方法

示例

2.文件拷贝：cp

使用方法

3.打包解包：tar

使用方法

二.文本处理

1.(显示行号)查看文件：nl

Linux内核

块I/O层

1.I/O设备

2.扇区(sector)

3.块(block)

4.buffer_head结构

UNIX环境高级编程

一.文件I/O

操作系统

操作系统

第一章.计算机系统概述

1.基本构成