文件系统操作
整体架构
在文件系统和应用程序间有一层抽象层，称为虚拟文件系统（VFS）
- VFS作为抽象层向应用层提供了统一的文件接口（read，write等）
- VFS实现了一些公共的功能，如Directory Cache和Page Cache等
- 规范了接口
VFS向应用层提供统一接口，具体实现不同文件系统有不同实现，VFS将函数指针指向对应函数
核心操作
文件系统的注册
在Linux中，具体文件系统通常是一个内核模块，在内核模块被加载时完成文件系统的注册
磁盘挂载
操作系统（六）文件管理
磁盘的工作原理
磁盘读写的过程
- 磁盘移动，找到要读的柱面（cylinder，简称C）
- 从柱面选择具体读哪个磁道（magnetic head，简称H），选择对应的磁头上电（每次只能有一个磁头上电）
- 旋转磁盘，将对应磁道中要读写的那个扇区（sector，简称S）转到磁头下方
- 开始读写，将扇区中的内容读到内存缓存区中，或者将内存缓存区中的内容写到该扇区中
生磁盘的使用
第一层抽象：从扇区到磁盘块请求（抽象读写请求）
正常寻址需要通过CHS三维向量，但是可以通过一位扇区编号编址
磁盘读写时间 = 寻道时间（选择柱面）+旋转时间（选择+读取扇区）+传输时间（磁生电活电生磁）
其中寻道时间占主导，故每次只读/写一个扇区是对于时间的浪费，故一次读/写多个扇区，称为块
第二层抽象：多个进程产生的磁盘请求队列（抽象读写方法）
操作系统（十一）IO
操作系统（十）中断
操作系统（九）操作系统安全
操作系统（八）指令系统结构
操作系统（一）绪论
第一章 绪论
计算机体系结构
计算机启动后发生了什么
上电自检
主板的固件（BIOS 或 UEFI）执行硬件检测，检查 CPU、内存、显卡、键盘等设备是否正常
加载 BIOS 或 UEFI
CPU 开始执行
0xFFFFFFF0地址处的指令，该地址处是一条JUMP指令，这条指令清空了基址寄存器的值，并让指令跳回到 BIOS 开始处（物理地址为0xF0000，参考上图0xF0000处的标识）以执行 BIOSBIOS 或 UEFI 固件初始化计算机硬件，完成底层配置。
确认引导顺序（启动顺序），如硬盘、USB 设备或网络启动。
加载引导程序（Bootloader）的第一部分，通常位于启动设备的引导扇区。
主引导记录（Master Boot Record, MBR）
BIOS 从指定的启动设备中读取主引导记录
启动加载器（Bootloader）
启动加载器是一个小型程序，负责加载操作系统内核（常用：GRUB多操作系统支持，配置灵活；Windows Boot Manager用于加载 Windows 操作系统）
内核初始化
操作系统内核接管硬件的控制。执行真正的根文件系统中的
/sbin/init进程，即系统的 1 号进程。此后，系统的控制权就全权交给/sbin/init进程了系统初始化
/sbin/init进程是系统其它所有进程的父进程，当它接管了系统控制权后，它会根据/etc/inittab文件来执行相应的脚本，从而完成一系列的系统初始化操作用户登陆
程序是如何运行的
准备阶段：
- 通过shell获取可执行程序地址，参数和环境变量
- 通过fork创建子进程
- 通过execve替换当前进程的地址空间，使用加载器将程序加载到内存中
- shell调用wait 或 waitpid 系统调用等待子进程执行结束
运行阶段：
递归算法的理解
如何写一个递归算法
- 确定问题：给当前的算法一个符合计算机处理流程的解释。例如对于斐波那契数数列求解
int fib(int n)，应该翻译成计算数列第n项并返回数列的值
- 解决基准问题：思考当输入值为基础值时，其返回的结果是什么。该步用于确定递归终止条件。例如对于汉诺塔问题，在只有一块积木时只需要将其从From移到Target即可
拆解问题：考虑在当前的普通输入时，应该如何解决问题。例如对于斐波那契数数列求解，当前应该返回的值是
fib(n-1)+fib(n-2)。❗️❗️不要尝试去思考其内部具体是如何执行的，只要把当前函数当作一个已经实现的库函数即可。否则只会越绕越晕。
递归算法举例分析
二叉树遍历
- 确定问题：遍历以root为根结点的二叉树
- 解决基准问题：当root为空指针时返回
- 拆解问题：在访问完当前结点后，继续遍历左子树（具体说：遍历以root->left为根结点的二叉树），继续遍历右子树（具体说：遍历以root->right为根结点的二叉树）
GDB使用手册
GDB使用手册
编译时加上-g选项
| 命令名称 | 命令缩写 | 命令说明 |
|---|---|---|
| run | r | 运行一个待调试的程序 |
| continue | c | 让暂停的程序继续运行 |
| next | n | 运行到下一行 |
| step | s | 单步执行，遇到函数会进入 |
| until | u | 运行到指定行停下来 |
| finish | fi | 结束当前调用函数，回到上一层调用函数处 |
| return | return | 结束当前调用函数并返回指定值，到上一层函数调用处 |
| jump | j | 将当前程序执行流跳转到指定行或地址，不运行跳过的代码 |
| p | 打印变量或寄存器值 | |
| backtrace | bt | 查看当前线程的调用堆栈 |
| frame | f | 切换到当前调用线程的指定堆栈 |
| thread | thread | 切换到指定线程 |
| break | b | 添加断点 |
| tbreak | tb | 添加临时断点 |
| delete | d | 删除断点 |
| enable | enable | 启用某个断点 |
| disable | disable | 禁用某个断点 |
| watch | watch | 监视某一个变量或内存地址的值是否发生变化 |
| list | l | 显示源码 |
| info | i | 查看断点 / 线程等信息 |
| ptype | ptype | 查看变量类型 |
| disassemble | dis | 查看汇编代码 |
| set args | set args | 设置程序启动命令行参数 |
| show args | show args | 查看设置的命令行参数 |