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未读基础 IO —— C 语言文件 I/O 操作基础 前言1. 文件的基本概念 文件的定义： 文件 = 内容（数据） + 属性（如权限、修改时间、所有者等）。 属性是文件管理的重要依据，贯穿文件的存储、访问和控制全流程。 2. 文件的两种状态 打开的文件 触发条件：由进程主动打开（如读写操作）。 存储位置：加载到内存中。 核心机制： 进程关联：每个打开的文件需与进程绑定，形成“进程-文件”的 多对一关系（1: n 关系：一个进程可打开多个文件）。 内核管理：操作系统为每个打开的文件创建 文件打开对象（如 struct XXX），记录文件属性、状态及链表指针（如 next），便于统一管理。 未打开的文件 存储位置：磁盘上。 核心问题：如何高效组织海量未打开文件，支持 快速增删查改。 管理目标：通过目录结构、文件系统层级等实现文件分类与定位。 3. 操作系统如何管理打开的文件 管理原则 —— 先描述，后组织： 描述：为每个打开的文件创建内核对象（如 struct file），记录文件属性（如读写位置、权限）和操作接口。 组织：通过链表、哈希 ...
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未读fork + exec 系列函数创建子进程并执行其他程序（跨语言衔接示例） CSDN 相关文章 fork（2） - Linux 手册页 exec（3） - Linux 手册页 在 Linux 系统编程中，fork() 和 exec() 是进程控制的两大核心。本文将演示如何使用 fork 创建子进程，再使用 exec 执行外部程序，展示多语言之间的 协同执行 过程。 1. fork + exec 基础原理 fork()：复制当前进程，返回两次（一次给父进程，一次给子进程） exec*()：用新程序 替换当前进程映像（进程 ID 不变） 通常模式： 12345678910pid_t pid = fork();if (pid == 0) // 子进程执行新程序{ execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL); perror("execl"); // 出错处理 ...
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未读从零到一实现一个简易 Shell这应该是个蛮有趣的话题：“什么是 Shell”？相信只要摸过计算机，对于操作系统(不论是 Linux、Unix 或者是 Windows)有点概念的朋友们大多听过这个名词，因为只要有“操作系统“那么就离不开 Shell 这个东西。不过，在讨论 Shell 之前，我们先来了解一下计算机的运行状况吧！举个例子来说：当你要计算机传输出来“音乐”的时候，你的计算机需要什么东西呢？ 硬件：当然就是需要你的硬件有“声卡芯片”这个配备，否则怎么会有声音； 核心管理：操作系统的核心可以支持这个芯片组，当然还需要提供芯片的驱动程序啰； 应用程序：需要使用者（就是你）输入发生声音的指令啰！ 这就是基本的一个输出声音所需要的步骤！也就是说，你必须要“输入”一个指令之后，“硬件“才会通过你下达的指令来工作！那么硬件如何知道你下达的指令呢？那就是 kernel（核心）的控制工作了！也就是说，我们必须要通过“Shell”将我们输入的指令与 Kernel 沟通，好让 Kernel 可以控制硬件来正确无误的工作！基本上，我们可以通过下面这张图来说明一下： 以上内容摘自《鸟哥的 L ...
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未读进程控制 —— 进程程序替换1. 替换原理进程程序替换是指在一个已经存在的进程中，通过系统调用将当前进程的代码、数据等全部替换为新程序的内容，也就是说，新程序加载到当前进程的地址空间中，原来进程的内容被完全覆盖。在这一过程中，进程的 PID 保持不变，但内存空间、寄存器的内容和代码逻辑均变为新程序的内容。 【关键点】 进程替换不创建新进程，而是复用现有进程的 PID，这对需要快速切换任务、降低资源开销有很大好处。 一旦替换成功，原进程的代码 立即终止，从新程序的 main 函数开始执行。 替换过程会关闭原进程中打开的文件描述符（除非这些描述符被标记为在 exec 之后保留），fcntl(fd, F_SETFD, FD_CLOEXEC) 标记文件描述符在 exec 后关闭（了解）。 2. execl 的单进程使用1. 函数原型12345678910int execl(const char* path, const char* arg, ..., (char*)NULL);注意：execl 接受变长参数，需要以 NULL 结束参数列表，参数顺序要求严格，第一个参数通常写为程序文件的 ...
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未读进程控制 —— 进程等待1. 进程等待必要性 当父进程通过 fork() 创建了子进程后，子进程终止时，其退出信息必须由父进程读取，父进程如果不管不顾，就可能造成 僵尸进程 的问题，进而造成内存泄漏。 另外，进程一旦变成僵尸状态，那就刀枪不入，“杀人不眨眼”的 kill -9 也无能为力，因为谁也没有办法杀死一个已经死去的进程。 最后，父进程派给子进程的任务完成的如何，我们需要知道。如子进程运行完成，结果对还是不对，或者是否正常退出。 父进程通过进程等待的方式，回收子进程资源，获取子进程退出信息。 如果不等待会怎样？ 子进程退出了，但父进程没有调用 wait() 系列函数。 子进程的“退出状态”会保留在内核中，直到父进程读取它。 此时子进程的 PCB 没有完全释放，占用系统资源。 如果产生大量僵尸进程，系统资源将耗尽，导致无法创建新进程。 所以：父进程需要“等待”子进程终止并获取其退出状态，以释放系统资源。 面试点拨： 如果不调用 wait() 会怎样？ 回答：子进程的退出信息留在内核，PCB 未释放，形成僵尸进程，长期不回收会占满系统资源。 2. 常用等待方法 ...
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未读进程控制 —— 终止进程一、进程退出场景从我们的视角来看进程终止的场景一般就是以下三种： 代码运行完毕，结果正确（一般不关心）。 代码运行完毕，结果不正确。 代码异常终止。 但是进程也可能因多种原因终止，比如： 场景 说明 正常完成任务 程序执行完所有代码逻辑后退出 异常错误终止 遇到不可恢复的错误（如段错误、除零错误） 主动终止 调用退出函数（exit()/_exit()）或通过 return 退出 被动终止 收到终止信号（如 SIGKILL、SIGTERM） 被父进程杀死 父进程调用 kill() 函数发送信号，使子进程退出。 看进程终止的角度、进程终止的原因等不同方面来解释进程的终止，虽然说法上不同，但也大同小异，我们只需要记住一点： 所有进程的退出方式都可以归为两大类：正常退出 和 异常退出，而主动或被动，是从行为发起方角度来分的。进程出现异常，本质是我们的进程收到了对应的信号！！ 二、进程的退出码 我们都知道 main 函数是代码的入口，但实际上 main 函数只是用户级别代码的入口，main 函数也是被其他函数调用的， ...
使用 Git 从 HTTPS 切换至 SSH起因是我在 Linux 中使用 git push 推送经常卡住或失败，真的很烦，于是选择 切换成 SSH ，可以提高稳定性和体验，比较适合在 Linux 系统开发环境中长期使用。当然本文的方法也同样适用于 Windows。 1. 确认是否已生成 SSH 密钥对先检查是否已有 .ssh/id_rsa 文件： 1ls ~/.ssh 如果看到了 id_rsa 和 id_rsa.pub 就说明已经有了密钥对。如果没有，就执行下面的命令生成： 1ssh-keygen -t rsa -b 4096 -C "你的邮箱" 一路回车即可生成（个人使用，建议不设密码短语，会方便些）。 2. 将 SSH 公钥添加到远程仓库平台（如 GitHub / Gitee）1. 复制公钥内容1cat ~/.ssh/id_rsa.pub 复制输出的整段文本（以 ssh-rsa 开头，以邮箱结尾）。对应 Windows 实际路径为 C:\Users\你的用户名\.ssh\。 2. 添加到远程平台1. GitHub： 登录 GitHub。 点 ...
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未读进程控制 —— 进程创建一、fork() 函数基础1. fork() 的作用 创建子进程：通过复制父进程的地址空间生成一个新进程。 调用一次，返回两次： 父进程返回子进程的 PID（即 > 0 or 正数）。 子进程返回 0。 失败返回 -1。 1pid_t fork(void); 2. 写时拷贝（Copy-On-Write, COW） 机制：fork 时不会立刻复制父进程的所有内存页。fork() 后，父子进程 共享物理内存（共享内存页（只读）），直到一方尝试修改数据时，内核才复制该内存页。 修改时触发“页错误” 操作系统才会为该进程分配新的物理页，完成“真正拷贝” 优点： 提升效率： 减少 fork() 的开销（避免立即复制全部内存）。 节省内存开销： 节省物理内存（共享未修改的页）。 [!NOTE] 通常，父子代码共享，父子再不写入时，数据也是共享的，当任意一方试图写入，便以写时拷贝的方式各自一份副本。具体见下图： 二、代码示例示例 1：基础 fork() 使用123456789101112#include <stdio.h ...
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未读程序地址空间入门程序的 地址空间 是操作系统为每个程序分配的内存区域，它决定了程序如何访问存储在计算机内存中的数据。程序地址空间包括了多个部分，每一部分有不同的用途。通过合理管理地址空间，操作系统可以有效地进行内存分配和保护。 1. 地址空间的划分程序的地址空间通常分为多个段，每个段具有不同的功能。这些段的划分通常是由操作系统定义的。下图是基于 kernel 2.6.32 和 32位平台 的典型空间布局图： 然而，一个标准的程序地址空间布局图（32 位系统）包括： 更详细点来说则是： 1234567891011121314151617181920212223242526+------------------------+ <-- 0xC0000000（内核空间起始，用户不可访问） | 内核空间 | +------------------------+ <-- 0xBFFFFFFF（用户空间结束） | 栈（Stack） | ↓ 向低地址增长 | - 主线程栈 | +------ ...
Linux 2.6内核进程调度队列（了解） 更多文章 | CSDN 更多文章 | 知乎 更多文章 | 腾讯云 Linux 2.6 内核在进程调度方面引入了 O(1) 调度器，该调度器的核心目标是保证调度决策的时间复杂度为恒定时间 O(1)，即无论系统中有多少个进程，调度器的决策时间始终保持不变。这个设计对于大规模系统具有重要意义，可以有效避免调度决策的性能瓶颈。 1. 调度队列结构Linux 2.6 内核的进程调度通过多个调度队列进行管理，核心数据结构是 运行队列（Runqueue），每个 CPU 核心都维护一个独立的运行队列。运行队列（Runqueue）：每个 CPU 核心维护一个独立的运行队列，队列内包含当前可运行的进程。运行队列结构主要由以下几个组件组成： 优先级数组： 活跃数组（Active Array）：存放当前可运行的进程，按优先级分为 140 个队列（0~139）。 0~99：实时进程（RT进程，如硬实时任务）。 100~139：普通进程（分时进程，如用户程序）。 过期数组（Expired Array）：存放已经用完时间片的进程，结构与活跃数组相同。 时间片管 ...
