https://mem.leabol.top/tags/os/ Recent content in OS on memory Hugo zh-cn Sat, 27 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/%E5%BF%83%E4%B8%AD%E7%9A%84%E5%86%85%E6%A0%B8/ Sat, 27 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/%E5%BF%83%E4%B8%AD%E7%9A%84%E5%86%85%E6%A0%B8/ <h1 id="心中的内核--在阅读内核代码之前先理解内核">心中的内核 —— 在阅读内核代码之前先理解内核</h1> <blockquote> <p>原文：<a href="https://www.linkedin.com/in/moon-hee-lee/">The Kernel in the Mind</a></p></blockquote> <p><img loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/%E5%BF%83%E4%B8%AD%E7%9A%84%E5%86%85%E6%A0%B8/figure0-1.png"></p> <p>[TOC]</p> <h3 id="介绍">介绍</h3> <p>这并非一部教你编写内核代码的指南，而是一场探寻Linux内核设计思维的思想之旅。</p> <p>在系统编程的世界里，人们常常迷失于符号定义、头文件结构与实现细节的丛林中。然而剥离代码表象，内核实则是一个井然有序的响应式系统——它受上下文环境所规约，以分离原则为基石，从内存管理到任务调度的每一处设计，都浸透着精准的设计意图。</p> https://mem.leabol.top/posts/xv6/xv6%E5%88%86%E6%9E%90%E4%B8%8E%E6%80%BB%E7%BB%93/ Sat, 13 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/xv6/xv6%E5%88%86%E6%9E%90%E4%B8%8E%E6%80%BB%E7%BB%93/ <h2 id="系统概述与启动流程">系统概述与启动流程</h2> <blockquote> <p><em>(关注宏观状态流转：从 Machine Mode 到 Supervisor Mode，再到第一个用户进程的诞生)</em></p></blockquote> <h3 id="核心概念">核心概念</h3> <p>启动流程的本质是<strong>特权级的逐级让渡</strong>：从硬件最高特权（Machine Mode）出发，经过层层初始化和降权，最终将控制权交给最不信任的用户程序。整个过程是一条从&quot;全权控制&quot;到&quot;受限执行&quot;的信任链——每一步都在缩小 CPU 的权限范围，同时建立更多的软件抽象层。</p> https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/io%E8%AE%BE%E5%A4%87/ Thu, 11 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/io%E8%AE%BE%E5%A4%87/ <p>计算机与物理世界交互的方式，通过各种io设备，能够使用计算机做任何事</p> <p>就像人操作各种机器一样，机器提供各种开关和按钮，仪表和指示灯，进料口和出料口。计算机中的io设备将这些物理操作抽象成了寄存器和地址，通过访问或设置不同的寄存器和地址实现和io设备的交互</p> https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/os/ Thu, 11 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/os/ <p>计算机中的硬件, 软件,操作系统都是可以看作一个<strong>状态机</strong></p> <p>先讲os, os的模型简单说就是一个管理多个软件(状态机)的一个状态机.</p> <p>os的每个状态就是当前时间下的所有其他进程的状态, 在单核处理器下, 每次os的状态转移时会随机选择一个程序运行下一步,这就是<strong>调度</strong>. os的状态机中除了进程外,还有为了进程通信的缓冲区.</p> https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/%E7%AE%80%E4%BB%8B/ Thu, 11 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/%E7%AE%80%E4%BB%8B/ <blockquote> <p>这是一个关于linux的一种自我的想象, 是我自己为了更好的理解linux而写的一种笔记, 我通过不同的视角,来描述这个程序的世界, 主要的目的不是为了完全掌握或者完整的类比操作系统的所有结构. 我的目的只是在于对os的各个部分有一个更加直观的理解, 这种理解是一种直观的, 表面的理解, 因此他并不能提高自己的linux编程水平, 就像来到一个新的城市, 我可以直观的了解城市的大致样貌, 但是关于城市是如何事无巨细的运行的, 这必须要真实的去体验才能真正了解.</p> https://mem.leabol.top/posts/xv6/risc-v-trap-%E6%9C%BA%E5%88%B6%E5%AE%8C%E6%95%B4%E8%A7%A3%E6%9E%90/ Thu, 11 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/xv6/risc-v-trap-%E6%9C%BA%E5%88%B6%E5%AE%8C%E6%95%B4%E8%A7%A3%E6%9E%90/ <h1 id="risc-v-trap--syscall--trampoline-机制完整解析">RISC-V Trap / Syscall / Trampoline 机制完整解析</h1> <hr> <h1 id="一整体流程概览">一、整体流程概览</h1> <h2 id="11-总览">1.1 总览</h2> <p>用户态通过 <code>ecall</code> 触发异常 → 硬件最小保存 → 跳转到 <code>stvec</code> → trampoline 完成上下文保存 + 切页表 → 进入内核 → 执行 syscall → 再通过 trampoline 返回用户态。</p> https://mem.leabol.top/posts/xv6/travel_xv6/ Thu, 11 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/xv6/travel_xv6/ <h2 id="系统调用syscallecall">系统调用syscall(ecall)</h2> <h3 id="1用户态的准备工作">1.用户态的准备工作</h3> <p>cpu核心在用户线程(进程)上工作, pc(程序计数器寄存器)指向下一个执行的用户态指令(.text), sp(栈指针寄存器)指向当前用户态线程的栈顶,用于分割栈帧和栈帧中变量的定位.</p> https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/tty/ Thu, 11 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/tty/ <p>tty 所有终端设备的泛称 pty 伪终端 pts 伪终端从属 terminal 终端模拟器</p> <p>terminal,一个输入输出设备, 在现代os中已经抽象成了控制终端**(controlling terminal)<strong>, 可以由伪终端,虚拟控制台,串口终端,usb串口担任</strong>控制终端**. 它可以</p> https://mem.leabol.top/posts/xv6/xv6%E6%80%BB%E8%A7%88%E5%9B%BE/ Thu, 11 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/xv6/xv6%E6%80%BB%E8%A7%88%E5%9B%BE/ <h2 id="系统总览">系统总览</h2> <p><img alt="00-overview" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/xv6%E6%80%BB%E8%A7%88/00-overview.png"></p> <h2 id="进程管理">进程管理</h2> <p><img alt="02-process" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/xv6%E6%80%BB%E8%A7%88/02-process.png"></p> <h2 id="内存管理">内存管理</h2> <p><img alt="03-memory" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/xv6%E6%80%BB%E8%A7%88/03-memory.png"></p> <h2 id="文件系统">文件系统</h2> <p><img alt="04-filesystem" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/xv6%E6%80%BB%E8%A7%88/04-filesystem.png"></p> <h2 id="trap">trap</h2> <p><img alt="05-trap" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/xv6%E6%80%BB%E8%A7%88/05-trap.png"></p> <h2 id="系统调用">系统调用</h2> <p><img alt="06-syscall" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/xv6%E6%80%BB%E8%A7%88/06-syscall.png"></p> <h2 id="驱动">驱动</h2> <p><img alt="07-devices" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/xv6%E6%80%BB%E8%A7%88/07-devices.png"></p> <h2 id="用户函数">用户函数</h2> <p><img alt="08-userspace" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/xv6%E6%80%BB%E8%A7%88/08-userspace.png"></p> https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/%E5%86%85%E6%A0%B8-%E5%AD%98%E5%82%A8/ Thu, 11 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/%E5%86%85%E6%A0%B8-%E5%AD%98%E5%82%A8/ <p><img alt="Linux-storage-stack-diagram_v6.18" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/%E5%86%85%E6%A0%B8-%E5%AD%98%E5%82%A8/Linux-storage-stack-diagram_v6.18.png"></p> https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/%E5%86%85%E6%A0%B8%E5%9B%BE/ Thu, 11 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/%E5%86%85%E6%A0%B8%E5%9B%BE/ <p><img alt="bccBPF Tracing" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/%E5%86%85%E6%A0%B8%E5%9B%BE/bccBPF-Tracing.jpg"></p> <p><img alt="benchmark " loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/%E5%86%85%E6%A0%B8%E5%9B%BE/benchmark.jpg"></p> <p><img alt="BPF " loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/%E5%86%85%E6%A0%B8%E5%9B%BE/BPF.jpg"></p> <p><img alt="bpftraceeBPF" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/%E5%86%85%E6%A0%B8%E5%9B%BE/bpftraceeBPF.jpg"></p> <p><img alt="observability perf-tools" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/%E5%86%85%E6%A0%B8%E5%9B%BE/observability-perf-tools.jpg"></p> <p><img alt="observability sar" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/%E5%86%85%E6%A0%B8%E5%9B%BE/observability-sar.jpg"></p> <p><img alt="observability tools" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/%E5%86%85%E6%A0%B8%E5%9B%BE/observability-tools.jpg"></p> <p><img alt="performance" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/%E5%86%85%E6%A0%B8%E5%9B%BE/performance.jpg"></p> <p><img alt="tuning " loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/%E5%86%85%E6%A0%B8%E5%9B%BE/tuning.jpg"></p> <p><img alt="v2-1ae6a81556274bdf23396628a7784d31_r" loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/%E5%86%85%E6%A0%B8%E5%9B%BE/v2-1ae6a81556274bdf23396628a7784d31_r.jpg"></p> https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/%E5%86%85%E6%A0%B8-%E7%BD%91%E7%BB%9C/ Thu, 11 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/%E5%86%85%E6%A0%B8-%E7%BD%91%E7%BB%9C/ <h2 id="重要的数据结构">重要的数据结构</h2> <h3 id="struct-sockaddr">struct sockaddr</h3> <blockquote> <p>通信用的地址表, 记录了使用什么来通信和目的地址</p></blockquote> <p>​ 这是一个在套接字编程中用来表示&quot;地址&quot;的通用结构, 核心作用是为不同的通行提供一个统一的地址表示接口</p> https://mem.leabol.top/posts/xv6/%E8%B0%83%E8%AF%95%E8%AE%B0%E5%BD%95xv6-%E7%94%A8%E6%88%B7%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E5%86%85%E5%AD%98%E5%B8%83%E5%B1%80%E5%86%B2%E7%AA%81%E5%BC%82%E5%B8%B8/ Thu, 11 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/xv6/%E8%B0%83%E8%AF%95%E8%AE%B0%E5%BD%95xv6-%E7%94%A8%E6%88%B7%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E5%86%85%E5%AD%98%E5%B8%83%E5%B1%80%E5%86%B2%E7%AA%81%E5%BC%82%E5%B8%B8/ <h2 id="-调试记录xv6-用户程序内存布局冲突异常">🛠️ 调试记录：xv6 用户程序内存布局冲突异常</h2> <h3 id="1-问题描述-description">1. 问题描述 (Description)</h3> <p>在 xv6 实验环境中，向内核添加自定义系统调用（Syscall）并编写用户态测试程序（Test Case）时，程序在系统调用逻辑执行完毕后，无法正常返回用户态继续执行。表现为进程卡死或触发硬件级页错误（Page Fault），而代码逻辑本身（内核实现）经检查无误。</p> https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/%E8%BF%9B%E7%A8%8B/ Thu, 11 Jun 2026 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/%E8%BF%9B%E7%A8%8B/ <p>不同的进程在各自的房间内运行, 每个房间有自己的编号<code>pid</code>, 进程之间互不干涉, 房间内有许多种与外界通信的方式, 他们有各自的用途和特性, 分布在墙壁上; 房间内还分成多个区域, 分别是: <code>代码区(.text)</code>, <code>已初始化的全局/静态数据区(.data)</code>, <code>未初始化的全局/静态数据区(.bss)</code>, <code>堆</code>, <code>栈</code>, <code>内存映射区</code>, <code>环境变量与命令行参数区</code>, <code> 内核空间</code></p> https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/%E7%BD%91%E7%BB%9C%E5%8D%8F%E8%AE%AE%E6%A0%88/ Mon, 26 May 2025 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/%E5%86%85%E6%A0%B8/%E7%BD%91%E7%BB%9C%E5%8D%8F%E8%AE%AE%E6%A0%88/ <p>现代操作系统的内核（如 Linux 内核）中有一个专门的模块叫做：</p> <h1 id="网络协议栈network-stack">网络协议栈（Network Stack)</h1> <p><img loading="lazy" src="https://mem.leabol.top/images/%E7%BD%91%E7%BB%9C%E5%8D%8F%E8%AE%AE%E6%A0%88/image-20251012194550481.png"></p> <h2 id="主要职责详解">主要职责详解</h2> <table> <thead> <tr> <th>职责</th> <th style="text-align: left">类比说明</th> <th>技术术语</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td><strong>1. 接收和发送数据包</strong></td> <td style="text-align: left">公司前台接收快递 &amp; 发送包裹</td> <td>数据链路层、IP 层、传输层</td> </tr> <tr> <td><strong>2. IP 地址管理</strong></td> <td style="text-align: left">给每个员工分配邮箱地址</td> <td>IPv4 / IPv6 地址配置</td> </tr> <tr> <td><strong>3. 路由选择</strong></td> <td style="text-align: left">快递要走哪条路线最短最快</td> <td>路由表（Routing Table）</td> </tr> <tr> <td><strong>4. 封装与解封装</strong></td> <td style="text-align: left">包裹加标签 / 拆标签</td> <td>数据封装（Encapsulation）与解封装（Decapsulation）</td> </tr> <tr> <td><strong>5. 传输控制（TCP）</strong></td> <td style="text-align: left">控制文件是否完整送达</td> <td>TCP 流量控制、拥塞控制</td> </tr> <tr> <td><strong>6. 端口号管理</strong></td> <td style="text-align: left">不同部门接收不同类型的快递</td> <td>端口绑定、监听、转发</td> </tr> <tr> <td><strong>7. 安全防护（防火墙）</strong></td> <td style="text-align: left">保安检查包裹内容</td> <td>Netfilter / iptables / nftables</td> </tr> <tr> <td><strong>8. NAT 转换</strong></td> <td style="text-align: left">公司统一出口代理</td> <td>Network Address Translation</td> </tr> <tr> <td><strong>9. 域名解析支持</strong></td> <td style="text-align: left">内部电话簿查询联系方式</td> <td>DNS 解析缓存、本地 hosts</td> </tr> <tr> <td><strong>10. 支持多种协议</strong></td> <td style="text-align: left">公司支持各种沟通方式（电话、邮件、视频会议）</td> <td>支持 TCP、UDP、ICMP、HTTP、HTTPS、FTP 等</td> </tr> </tbody> </table> <hr> <h2 id="类比图操作系统网络部门的组织架构">类比图：操作系统网络部门的组织架构</h2> <table> <thead> <tr> <th>小组</th> <th>类比角色</th> <th>职责</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>套接字接口组（Socket Layer）</td> <td>客户接待员</td> <td>接收进程请求（如浏览器访问网页）</td> </tr> <tr> <td>传输组（TCP / UDP）</td> <td>快递打包组</td> <td>控制可靠传输或快速发送</td> </tr> <tr> <td>网络组（IP 层）</td> <td>邮政分拣中心</td> <td>决定发往哪个城市（IP 地址）</td> </tr> <tr> <td>链路组（MAC 层）</td> <td>快递站</td> <td>决定发给哪个局域网内的目标主机</td> </tr> <tr> <td>路由组（Routing）</td> <td>导航调度中心</td> <td>选择最优路径（下一跳）</td> </tr> <tr> <td>设备驱动组（NIC Driver）</td> <td>快递员</td> <td>实际把包裹送出去（通过网卡）</td> </tr> <tr> <td>安全组（Netfilter / Firewall）</td> <td>保安检查岗</td> <td>检查是否允许通行</td> </tr> <tr> <td>NAT 组</td> <td>公司代理出口</td> <td>统一管理内部员工对外通信</td> </tr> <tr> <td>DNS 缓存组</td> <td>内部电话簿管理员</td> <td>记录域名与 IP 的对应关系</td> </tr> </tbody> </table> <p>Linux 的网络部分是一个庞大的子系统，主要包括以下几个关键模块：</p> https://mem.leabol.top/posts/os/%E6%96%87%E4%BB%B6%E6%8F%8F%E8%BF%B0%E7%AC%A6/ Mon, 20 Jan 2025 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/os/%E6%96%87%E4%BB%B6%E6%8F%8F%E8%BF%B0%E7%AC%A6/ <h1 id="理解linux的file-descriptor文件描述符">理解Linux的file descriptor(文件描述符)</h1> <p>​ 我们知道在Linux系统中一切皆可以看成是文件，文件又可分为：普通文件、目录文件、链接文件和设备文件。在操作这些所谓的文件的时候，我们每操作一次就找一次名字，这会耗费大量的时间和效率。所以Linux中规定每一个文件对应一个索引，这样要操作文件的时候，我们直接找到索引就可以对其进行操作了。</p> https://mem.leabol.top/posts/os/linux-select%E5%87%BD%E6%95%B0/ Mon, 20 Jan 2025 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/os/linux-select%E5%87%BD%E6%95%B0/ <h1 id="linux-select函数">linux select函数</h1> <p>在Linux中，我们可以使用select函数实现I/O端口的复用，传递给 select函数的参数会告诉内核：</p> <ul> <li> <p>我们所关心的文件描述符</p> https://mem.leabol.top/posts/%E5%B7%A5%E5%85%B7/makefile/ Mon, 20 Jan 2025 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/%E5%B7%A5%E5%85%B7/makefile/ <p><strong>Makefile</strong> 是 make 工具的配置文件，主要用于定义如何构建和管理项目的编译过程。Makefile 是 C/C++ 编译项目中的重要工具，尤其在多文件、多模块的项目中，为了方便复杂项目的管理，可以通过自动化规则提高编译效率。</p> https://mem.leabol.top/posts/os/linux-fcntl%E5%87%BD%E6%95%B0/ Mon, 20 Jan 2025 00:00:00 +0000 https://mem.leabol.top/posts/os/linux-fcntl%E5%87%BD%E6%95%B0/ <h1 id="文件控制函数--file-control">文件控制函数 file control</h1> <h2 id="功能描述">功能描述</h2> <p>fcntl函数可以用来对已打开的文件描述符进行各种控制操作, 以改变已打开文件的的各种属性</p> <p><strong>头文件</strong></p> <div class="highlight"><pre tabindex="0" style="color:#f8f8f2;background-color:#272822;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4;"><code class="language-c" data-lang="c"><span style="display:flex;"><span><span style="color:#75715e">#include</span> <span style="color:#75715e">&lt;unistd.h&gt;</span><span style="color:#75715e"> </span></span></span><span style="display:flex;"><span><span style="color:#75715e">#include</span> <span style="color:#75715e">&lt;fcntl.h&gt;</span><span style="color:#75715e"> </span></span></span></code></pre></div><h2 id="函数原型"><strong>函数原型</strong></h2> <div class="highlight"><pre tabindex="0" style="color:#f8f8f2;background-color:#272822;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4;"><code class="language-c" data-lang="c"><span style="display:flex;"><span><span style="color:#66d9ef">int</span> <span style="color:#a6e22e">fcntl</span>(<span style="color:#66d9ef">int</span> fd, <span style="color:#66d9ef">int</span> cmd); </span></span><span style="display:flex;"><span> </span></span><span style="display:flex;"><span><span style="color:#66d9ef">int</span> <span style="color:#a6e22e">fcntl</span>(<span style="color:#66d9ef">int</span> fd, <span style="color:#66d9ef">int</span> cmd, <span style="color:#66d9ef">long</span> arg); </span></span><span style="display:flex;"><span>c </span></span><span style="display:flex;"><span><span style="color:#66d9ef">int</span> <span style="color:#a6e22e">fcntl</span>(<span style="color:#66d9ef">int</span> fd, <span style="color:#66d9ef">int</span> cmd, <span style="color:#66d9ef">struct</span> flock <span style="color:#f92672">*</span>lock); </span></span></code></pre></div><h3 id="描述"><strong>描述</strong></h3> <p>fcntl()针对(文件)描述符提供控制.参数fd是被参数cmd操作(如下面的描述)的描述符.</p>