使用 malloc 函数申请内存原理 : " 堆内存 " 动态分配 的 系统调用 过程 ;
杂项设备（misc device）也是在嵌入式系统中用得比较多的一种设备驱动。
在Linux下开发应用程序可以调用两种接口来实现，一种是直接调用系统调用接口，另一种是调用库函数来实现。
FUSE简介及原理 FUSE（Filesystem in Userspace）是sourceforge上的一个开源项目，它可以为用户提供编写用户态文件系统的接口。使用FUSE，用户可以不必熟悉Kernel代码，使用标准C库、FUSE库以及GNU C库便可设计出自己需要的文件系统。 FUSE由三个部分组成：FUSE内核模块、FUSE库以及一些挂载工具。 FUSE内核模块实现了和VFS的对接，它看起来像一个普通的文件系统模块；另外，FUSE内核模块实现了一个可以被用户空间进程打开的设备，当VFS发来文件操作请求
Linux 提供了丰富的库函数，涵盖了各种领域，从文件操作到网络编程、图形界面、数学运算等。这些库函数大多数都是标准的 C 库函数，同时也包括一些特定于 Linux 系统的库。
作为计算机科学的基础，操作系统扮演着计算机资源管理和调度的重要角色。它的主要职责包括管理硬件资源，提供程序运行环境，以及提供用户和系统之间的接口。要了解操作系统的工作原理，我们必须掌握其中的一些关键概念，其中包括“中断”和“系统调用”。
如果你觉得这些问题都很简单，都能很明确的回答上来。那么很遗憾这篇文章不是为你准备的，你可以关掉网页去做其他更有意义的事情了。如果你觉得无法明确的回答这些问题，那么就耐心地读完这篇文章，相信不会浪费你的时间。受限于个人时间和文章篇幅，部分议题如果我不能给出更好的解释或者已有专业和严谨的资料，就只会给出相关的参考文献的链接，请读者自行参阅。
首先 , 创建 " 匿名内存映射 “ , 将 ” 物理内存页 “ 映射到 进程的 ” 用户虚拟地址空间 " 中 ;
Linux系统中，应用程序访问外设是通过文件的形式来进行的，Linux将所有的外设都看做文件，统一存放在/dev目录下。
先来简单回顾一下c语言的文件操作，fopen，fread，fwrite，fclose等，我们在linux下简单编写代码实践一下：
当然磁盘到内核空间属于DMA拷贝（DMA即直接内存存取，原理是外部设备不通过CPU而直接与系统内存交换数据）。而内核空间到用户空间则需要CPU的参与进行拷贝，既然需要CPU参与，也就涉及到了内核态和用户态的相互切换，如下图：
Linux 内核模块在概念和原理层面与动态链接模块（DLL或so）类似。但对于 Linux 来说，内核模块可以在系统运行期间动态扩展系统功能，而无须重新启动系统，更无须重新编译新的系统内核镜像。所以，内核模块这个特性为内核开发者提供了极大的便利，因为对于号称世界上最大软件项目的Linux来说，重启或重新编译的时间耗费肯定是巨大的。
本文转载自https://0xffffff.org/2017/05/01/41-linux-io/
嵌入式软件通常是指嵌入式系统中运行的软件，嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，通常用于控制、监测和数据处理等任务。嵌入式系统通常由硬件和软件两个部分组成，其中嵌入式软件是指在嵌入式系统中运行的程序，用于控制硬件并提供特定的功能和服务。嵌入式软件应用广泛，包括汽车、医疗设备、智能家居、智能穿戴、工业自动化等众多领域。
Linux内核主要由 进程管理、内存管理、设备驱动、文件系统、网络协议栈 外加一个 系统调用。
当我们涉猎的范围越来越广之后我们会发现，每一种语言都有其对应的文件操作，包括面向过程语言C、面向对象语言C++/java、静态编译语言go、解释型语言python，甚至包括脚本语言shell 等等，最令人苦恼的是这些语言的文件操作接口都不相同，导致我们的学习成本非常高。
在 Linux 系统中，传统的访问方式是通过 write() 和 read() 两个系统调用实现的，通过 read() 函数读取文件到到缓存区中，然后通过 write() 方法把缓存中的数据输出到网络端口。
在开发应用程序时 , 进行 " 进程创建 " , 调用的 fork() , vfork() , clone() 等函数 , 就是 " 系统调用 " ;
最近在搞IoT的时候，因为没有设备，模拟跑固件经常会缺/dev/xxx，所以我就开始想，我能不能自己写一个驱动，让固件能跑起来？因此，又给自己挖了一个很大坑，不管最后能不能达到我的初衷，能学到怎么开发Linux驱动，也算是有很大的收获了。
广义上Cache的同步方式有两种，即Write Through（写穿）和Write back（写回）. 从名字上就能看出这两种方式都是从写操作的不同处理方式引出的概念（纯读的话就不存在Cache一致性了，不是么）。对应到Linux的Page Cache上所谓Write Through就是指write(2)操作将数据拷贝到Page Cache后立即和下层进行同步的写操作，完成下层的更新后才返回。而Write back正好相反，指的是写完Page Cache就可以返回了。Page Cache到下层的更新操作是异步进行的。
在linux中，每一个设备都有一个对应的主设备号和次设备号，linux在内核中使用dev_t持有设备编号，传统上dev_t为32位，12位为主设备号，20位为次设备号，主编号用来标识设备使用的驱动，也可以说是设备类型，次编号用来标识具体是那个设备，使用动态分配函数alloc_chrdev_region可以让内核自动为我们分配一个主设备号，同时在设备停止使用后，应当释放这些设备编号，释放设备编号的工作应该在卸载模块时完成，释放设备编号可以使用unregister_chrdev_region函数，分配和释放的部分如下：
Linux严格意义上说的是一个操作系统，我们称之为“核心（kernel） “ ，但我们一般用户，不能直接使用kernel。而是通过kernel的“外壳”程序，即shell，来与kernel沟通。
3.系统级别。当打开文件并设置了O_APPEND标识，内核会共享文件写入游标，保证内容不会被覆盖。
那是不是所有磁盘的文件都被打开呢？显然不是这样！因此我们可以将文件划分成两种：a.被打开的文件；b.没有被打开的文件 。对于文件操作，一定是被打开的文件才能进行操作，本篇文章只会讲解被打开的文件。
在Java编程中，对于一些文件的使用往往需要主动释放，比如InputStream，OutputStream，SocketChannel等等，那么有没有想过为什么要主动释放这些资源？难道GC回收时不会释放吗？本文主要是对这一系列问题分析解答。（本文所使用的环境默认为Linux）
本博客记录工作中需要的linux运维命令，大学时候开始接触linux，会一些基本操作，可是都没有整理起来，加上是做开发，不做运维，有些命令忘记了，所以现在整理成博客，当然vi，文件操作等就不介绍了，慢慢积累一些其它拓展的命令，博客不定时更新
---- 今天分享一下在linux系统在实现对文件读写一些基本的操作，在这之前我们要掌握一些基本的技能在Linux环境。比如查看命令和一个函数的具体用法，就是相当于查手册，在Linux下有一个man手册非常有用： man查询手册 man 1 +命令 这里的1表示为查询的是Linux命令 man 2 xxx 这里的2表示为查询的是linux api man 3 xxx 这里的3表示为查询的是c库函数 在了解了这个后我们就可以开始来实现标题说的操作了。 一、在linux环境下常用文件接口函数：open、close、write、read、lseek。 二、文件操作的基本步骤分为: a、在linux系统中要操作一个文件，一般是先open打开一个文件，得到一个文件扫描描述符，然后对文件进行读写操作（或其他操作），最后关闭文件即可。 b、对文件进行操作时，一定要先打开文件，然后再进行对文件操作（打开文件不成功的话，就操作不了），最后操作文件完毕后，一定要关闭文件，否则可能会造成文件损坏 c、文件平时是存放在块设备中的文件系统中的，我们把这个文件叫做静态文件，当我们去打开一个文件时，linux内核做的操作包括：内核在进程中建立了一个打开文件的数据结构， 记录下我们打开的这个文件，内核在内存中申请一段内存，并且将静态文件的内容从块设备中读取到内存中特定地址管理存放（叫动态文件） d、打开文件后，以后对这个文件的读写操作，都是针对内存中这一份动态文件的，而不是针对静态文件的。 当我们对动态文件进行读写后，此时内存中的动态文件和块设备中的静态文件就不同步了， 当我们close 关闭动态文件时，close内部内核将内存中的动态文件的内容去更新（同步）块设备中的静态文件。 三、为什么是这样操作？ 以块设备本身有读写限制（回忆Nandflash、SD、等块设备的读写特征），本身对块设备进行操作非常不灵活。而内存可以按字节为单位来操作。而且进行随机操作。 四、文件描述符是什么？ 1、文件描述符：它其实实质是一个数字，这个数字在一个进程中表示一个特定的含义，当我们open打开一个文件时，操作系统在内存中构建了一些数据结构来表示这个动态文件，然后返回给应用程序一个数字作为文件描述符，这个数字就和我们内存中维护这个动态文件的这些数据结构挂钩绑定上了。以后我们应用程序如果要操作这一个动态文件，只需要用这个文件描述符进行区分。简单来说，它是来区分多个文件的（在打开多个文件的时候）。 2、文件描述的作用域就是当前的进程，出了这个当前进程，这个文件描述符就没有意义了。 五、代码实现： 1、打开文件：
1.空文件也要在磁盘占据空间 2.文件 = 内容 + 属性 3.文件操作 = 对内容 + 对属性 4.标定一个文件，必须使用文件路径 + 文件名（唯一性） 5.如果没有指明对应的文件路径，默认是在当前路径进行访问 6.当我们把fopen,fclose,fread,fwrite等接口写完之后，代码编译之后，形成二进制可执行程序之后，但是没运行，文件对应的操作有没有被执行呢？没有 —— 对文件操作的本质是进程对文件的操作。 7.一个文件如果没被打开，可以直接进行文件访问吗？？不能！一个文件要被访问，就必须先被打开！（被打开的时候是用户调用端口，操作系统负责操控硬件，所以这个操作是用户进程和操作系统共同完成的） 8.磁盘的文件不是所有的都被打开，是一部分被打开，一部分关闭。 总结：文件操作的本质是进程和被打开文件之间的关系。
本文介绍了Linux系统上FUSE文件系统的实现原理、基本概念以及FUSE在文件系统中的具体应用。通过FUSE，用户可以自定义文件系统，实现不同文件系统类型，如ext4、xfs等。FUSE在文件系统方面有着广泛的应用，包括文件系统开发、文件系统修复、文件系统压缩、文件系统加密等。
在开始介绍go sys call 库之前先介绍下Linux syscall的几个概念
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本文是“Linux内核分析”系列文章的第一篇，会以内核的核心功能为出发点，描述Linux内核的整体架构，以及架构之下主要的软件子系统。之后，会介绍Linux内核源文件的目录结构，并和各个软件子系统对应。
我们知道文件一般存放在硬盘（机械硬盘或固态硬盘）中，CPU 并不能直接访问硬盘中的数据，而是需要先将硬盘中的数据读入到内存中，然后才能被 CPU 访问。
库函数：库函数是语言或应用程序的一部分，可以运行在用户空间中。 系统调用：又称广义指令，它是由操作系统向程序提供的程序接口，而非直接向用户提供，用户只能通过程序间接的使用这些接口。
我们以用户通过网络读取一个本地磁盘上文件为例，在说零拷贝之前，我们先要说说一个普通的IO操作是怎样做的
Linux下的文件操作，有人喜欢用C库的文件流操作，有人喜欢用Linux的原生的系统调用。一般来说，C库的文件操作会更高效一些，因为C库自己做了文件缓存的处理。今天，主要研究多线程下的fwrite与write，每个线程都对相同的FILE*或者fd进行写操作，看看结果是否为预期行为。
I/O是计算机的输入输出，通俗一点讲是计算机数据的流动，包括CPU、内存、磁盘、网络、外设的数据流程，是针对不同主体而言的数据的输入和输出。
当在 C 语言中进行文件操作时，fopen() 和 fclose() 是两个非常重要的函数。下面我将详细讲解它们的作用和用法：
注：本分类下文章大多整理自《深入分析linux内核源代码》一书，另有参考其他一些资料如《linux内核完全剖析》、《linux c 编程一站式学习》等，只是为了更好地理清系统编程和网络编程中的一些概
strace用于跟踪程序执行时的系统调用和信号。在Linux中，用户态的进程需要通过系统调用来请求内核态的服务，比如文件操作、网络通信等。strace能够捕获这些调用的详细信息，包括调用的名称、参数和返回值，以及执行这些调用所消耗的时间。
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