有关并发和同步的基本知识，可见本文以及后续几篇文章，这里不再赘述。 造成并发执行的原因 真并发和伪并发： 真并发：在多处理器的情况下，多个进程(线程)能够在多个 CPU 核心上同时执行。 伪并发：即使只有一个处理器，用户程序也会被调度程序抢占和重新调度，我们可以认为所有就绪的进程都在同时执行，这就是抢占式内核的特性 虽然真并发和伪并发的原因和含义不同，但它们都同样会造成竞...

内核中的时间概念 系统定时器以某种频率自行触发(经常被称为击中(hitting)或射中(popping))时钟中断，该频率可以通过编程预定，称作节拍率(tick rate)。 当时钟中断发生时，内核就通过一种特殊的中断处理程序对其进行处理。两次时钟中断的间隔时间称为节拍(tick)，它等于节拍率分之一（1/(tick rate)）秒。 内核通过控制时钟中断维护实际时间，另外内核也为用户...

设备的分类 设备可以分为两类： 块设备：能够随机访问固定大小数据片(chunks)的硬件设备。如硬盘。 字符设备：按照字符流有序访问的硬件设备。如键盘、串口。 比如键盘，系统只能以有序的流方式读取键盘输入h-e-l-l-o，如果随机访问e-l-o-h-o，则这些输入的字符就没有意义了。 剖析一个块设备 块设备中最小的可寻址单元是扇区(sector)。扇区大小一般是 2 ...

虚拟文件系统(VFS)作为内核子系统，为用户空间程序提供了文件和文件系统相关的接口。系统中所有文件系统不但依赖 VFS 共存，而且也依靠 VFS 系统协同工作。 通过虚拟文件系统，程序可以利用标准的 Uinx 系统调用（open()、read() 和 write() 等）对不同的文件系统，甚至不同介质上的文件系统进行读写操作 上图中 VFS 执行的动作：使用 cp(1)命令从 ext...

页 内核把物理页作为内存管理的基本单位。尽管 CPU 最小可以按字(甚至字节)寻址内存。主要原因是MMU（内存管理单元）只支持按页管理页表。 大多数 32 位体系结构支持 4KB 的页，而 64 位体系结构一般会支持 8KB 的页。 struct page 结构表示系统中的每个物理页： // <linux/mm_types.h> struct page { uns...

相比于轮询，中断是让硬件在需要的时候再向内核发出信号 中文版里把 software interrupt 和 softirq 都翻译成软中断，造成了混淆。我把software interrupt 统一翻译为软件中断 中断 硬件中断 硬件设备生成中断的时候并不考虑与处理器的时钟同步(异步中断)，换句话说就是中断随时可以产生。 从物理学的角度看，中断是一种电信号，由硬件设备生成，...

在现代操作系统中，内核提供了用户进程与内核进行交互的一组接口。这些接口让应用程序受限地访问硬件设备。应用程序发出各种请求而内核负责满足这些请求(或者无法满足时返回一个错误)。实际上提供这些接口主要是为了保证系统稳定可靠，避免应用程序恣意妄行。 与内核通信 系统调用在用户空间进程和硬件设备之间添加了一个中间层： 它为用户空间提供了统一的硬件的抽象接口。 系统调用保证了系统的稳定...

链表 内核提供的标准链表可用于将任何类型的数据结构彼此链接起来。很明确，它不是类型安全的。 加入链表的数据结构必须包含一个类型为 list_head 的成员，其中包含了正向和反向指针。 list.h: struct list_head { struct list_head *next, *prev; }; 上图是一个首尾相连的环形双向链表。这是 Linux 标准链表。 ...

本文介绍了一种将基于页的 eeprom 数据备份至 flash 内的方案 flash 划分 flash 使用和 eeprom 相同的页大小，为 64Bytes。一个 sector 为 4096Bytes，包含了 4096/64 = 64 个页。 对于 32KB 的 eeprom，共有 512 页需要备份，对应 flash 至少需要 512/64 = 8 个 sector，为了实现 fl...

特性 断电恢复能力 - 在嵌入式系统上，随时可能断电。 如果断电损坏了任何持久性数据结构，这可能会导致设备变得不可恢复。嵌入式文件系统必须设计为从任何写入操作期间的断电中恢复。 磨损均衡 - 写入闪存具有破坏性。如果文件系统反复写入同一个块，最终该块将磨损。 不考虑磨损的文件系统很容易烧毁用于存储频繁更新的元数据的块，并导致设备过早死亡。 有限 RAM/ROM - 嵌入式设备...