不同版本的操作系统的 buffer_head 代表的大小可能不一样，但是都是内存和硬盘交换数据的基本单元。
操作系统的启动是个很令人好奇的话题，从按下计算机电源的那一刻，计算机从裸机开始呈现一个丰富的系统界面，这个从只有硬件逻辑到软件逻辑的过程是如何完成的？这里我们将从硬盘分区，三方协议，grub引导启动程序进行讲述，首先介绍硬盘MBR分区形式，然后介绍CPU，BIOS，系统的三方协议，讲述从CPU的硬件逻辑最终运行内核的软件逻辑的过程，最后介绍一下引导启动程序的发展，在grub这些引导启动程序中如何继续遵守三方协议。
电脑启动后，CPU逻辑电路被设计为只能运行内存中的程序，没有能力直接运行存在于软盘或硬盘中的操作系统，如果想要运行，必须要加载到内存（RAM）中。
之前文章《Linux服务器性能评估与优化(一)》太长，阅读不方便，因此拆分成系列博文：
CentOS是根据RHEL释放出的源代码二次编译而成，并去掉了RHEL一些商业图标等版权信息。因此CentOS与RHEL大部分是一样的，但也有不同：
作为一个Android开发者，了解整个系统架构是必须的，所以这篇就总结一下Android手机从按下开机键到启动这一过程发生了什么。
在一个夜黑风高的晚上，我的男同事突然给我发了一条微信，我点开来看，他竟然问我Android从按下开机键到启动到底发生了什么？此刻我的内心如下图:
在 2021 年，有更多让人们喜欢 Linux 的理由。在这个系列中，我将分享 21 种使用 Linux 的不同理由。下面是如何安装 Linux。
内存： 大脑中的记忆区块，将皮肤、眼睛等所收集到的信息记录起来的地方，以供CPU进行判断。
在家里呆了有15天了，空闲时间只有看书，不断充实自己。细致研究，发现简单的事，细细品味，也有新的体会，就像喝葡萄酒细细品尝的感觉相同。
作为一个计算机底层小白，在了解一个知识点的时候时常需要恶补很多基础知识。 本文记录在了解LMDB过程中接触的知识点。
硬件中断发生频繁，是件很消耗 CPU 资源的事情，在多核 CPU 条件下如果有办法把大量硬件中断分配给不同的 CPU (core) 处理显然能很好的平衡性能。 现在的服务器上动不动就是多 CPU 多核、多网卡、多硬盘，如果能让网卡中断独占1个 CPU (core)、磁盘 IO 中断独占1个 CPU 的话将会大大减轻单一 CPU 的负担、提高整体处理效率。 VPSee 前天收到一位网友的邮件提到了 SMP IRQ Affinity，引发了今天的话题：D，以下操作在 SUN FIre X2100 M2 服务器＋
不知道大家有没有产生过一个疑问：从给 Linux 服务器按下开机电源按钮后到启动成功的一段时间里，在这中间 Linux 操作系统都做了哪些事情？
操作系统与所运行的硬件环境密切相关。如果想彻底理解操作系统运行全过程，那么就需要了解它的运行硬件环境。本章基于传统微机系统的硬件组成框图，介绍了微机中各个主要部分的功能。这些内容已基本能够建立起阅读Linux 0.11内核的硬件基础。为了便于说明，术语PC／AT将用来指示具有80386或以上CPU的IBMPC及其兼容微机，而PC则用来泛指所有微机，包括IBMPC／XT及其兼容微机。
零拷贝（Zero-Copy）是一个大家耳熟能详的概念，那么，具体有哪些框架会使用到零拷贝呢？在思考这个问题之前，让我们先一起探寻一下零拷贝机制的底层原理。
介绍下一款Linux性能实时监测工具-Netdata，它是Linux系统实时性能监测工具，以web的可视化方式展示系统及应用程序的实时运行状态（包括cpu、内存、硬盘输入/输出、网络等linux性能的数据）。Netdata的web前端响应很快，而且不需要Flash插件。UI很整洁，保持着 Netdata 应有的特性。具体内容文末会简单介绍。
内核态：cpu可以访问内存的所有数据，包括外围设备，例如硬盘，网卡，cpu也可以将自己从一个程序切换到另一个程序。
随着硬盘容量、速度的快速发展，硬盘的可靠性问题越来越重要，今天的单块硬盘存储容量可轻松达到1TB，硬盘损坏带来的影响非常巨大。 不同的文件系统(xfs,reiserfs,ext3)都有自己的检测和修复工具。检测之前可以先使用dmesg命令查看有没有硬件I/O故障的日志，如果有，先用fsck看看是不是文件系统有问题，如果不是则可以使用下面介绍硬盘检测和优化方法来修复它。 grep”error”/va/log/messages*; Linux检测硬盘坏道 使用SMART检测硬盘 SMART是一种磁盘自我分析检测技术，早在90年代末就基本得到了普及每一块硬盘（包括IDE、SCSI），在运行的时候都会将自身的若干参数记录下来，这些参数包括型号、容量、温度、密度、扇区、寻道时间、传输、误码率等。硬盘运行了几千小时后，很多内在的物理参数都会发生变化，某一参数超过报警阈值，则说明硬盘接近损坏，此时硬盘依然在工作，如果用户不理睬这个报警继续使用，那么硬盘将变得非常不可靠，随时可能故障。 启用SMART SMART是和主板BIOS上相应功能配合的，要使用SMART，必须先进入到主板BIOS设置里边启动相关设置。一般从Pentium2级别起的主板，都支持SMART，BIOS启动以后，就是操作系统级别的事情了（Windows没有内置SMART相关工具,需要安装第三方工具软件)，好在Linux上很早就有了SMART支持了,如果把Linux装在VMware等虚拟机上，在系统启动时候可以看到有个服务启动报错：smartd。这个服务器就是smart的daemon进程（因为vmware虚拟机的硬盘不支持SMART，所以报错）。smartd是一个守护进程（一个帮助程序）,它能监视拥有自我监视,分析和汇报技术(Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology – SMART)的硬盘。SMART体系使得硬盘能监视并汇报自己的运行状况.它的一个重要特性是能够预测失败,使得系统管理员能避免数据丢失。
我们知道程序代码和数据必须驻留在内存中才能得以运行，然而系统内存数量很有限，往往不能容纳一个完整程序的所有代码和数据，更何况在多任务系统中，可能需要同时打开子处理程序，画图程序，浏览器等很多任务，想让内存驻留所有这些程序显然不太可能。因此首先能想到的就是将程序分割成小份，只让当前系统运行它所有需要的那部分留在内存，其它部分都留在硬盘。当系统处理完当前任务片段后，再从外存中调入下一个待运行的任务片段。的确，老式系统就是这样处理大任务的，而且这个工作是由程序员自行完成。但是随着程序语言越来越高级，程序员对系统体系的依赖程度降低了，很少有程序员能非常清楚的驾驭系统体系，因此放手让程序员负责将程序片段化和按需调入轻则降低效率，重则使得机器崩溃;再一个原因是随着程序越来越丰富，程序的行为几乎无法准确预测，程序员自己都很难判断下一步需要载入哪段程序。因此很难再靠预见性来静态分配固定大小的内存，然后再机械地轮换程序片进入内存执行。系统必须采取一种能按需分配而不需要程序员干预的新技术。
作者简介： 王建峰，对于技术方向（主要是嵌入式领域的OS方向的系统应用）感兴趣，最近在学习操作系统基础。同时也是某芯原厂的驱动工程师，主要是gpu领域的驱动软件。https://gitee.com/hinzer/blog 1 概念介绍 1.1 什么是操作系统？ 1.2 如何理解中断机制？ 1.3 如何理解系统定时？ 1.4 如何理解进程控制？ 1.5 如何理解内存管理？ 1.6 如何理解堆栈概念？ 1.7 内核在源码中的体现？ 1.8 如何理解系统调用？ 1.9 如何理解特权级？ 2 流程分析 2.1 引导
实际上，零拷贝是有广义和狭义之分，目前我们通常听到的零拷贝，包括上面这个定义减少不必要的拷贝次数都是广义上的零拷贝。其实了解到这点就足够了。
java的线程是映射到操作系统原生线程之上的，如果要阻塞或唤醒一个线程就需要操作系统介入，需要在户态与核心态之间切换，这种切换会消耗大量的系统资源，因为用户态与内核态都有各自专用的内存空间，专用的寄存器等，用户态切换至内核态需要传递给许多变量、参数给内核，内核也需要保护好用户态在切换时的一些寄存器值、变量等，以便内核态调用结束后切换回用户态继续工作。
本篇文章系统的给大家讲述linux操作系统原理，这是一篇非常好的linux系统基础教程，我们总结了相关的全部精选内容，一起来学习下。
很多公司都使用界面化的监控工具，很酷炫，这说明，监控这块我们几乎都会接触到，大家是有想法的，其次在不同的目的下，选择不同的工具有着不同的目的，今天这篇文章我就给大家介绍酷炫的图形化监控小军刀netdata的使用。
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先看基础常识: 基础 内核在创建进程的时候，会为进程创建相应的堆栈。 每个进程会有两个栈，一个用户栈，存在于用户空间，一个内核栈，存在于内核空间。 当进程在用户空间运行时，CPU寄存器里面的内容是用户堆栈地址，使用用户栈 当进程在内核空间时，CPU寄存器里面的内容是内核栈空间地址，使用内核栈。 切换过程: 当发生系统调用时，用户态的程序发起系统调用。用户态程序权限不足，因此会中断执行，发生中断后，当前CPU执行的程序会中断，跳转到中断处理程序。内核程序开始执行，
理解Linux内核最好预备的知识点 Linux内核的特点 Linux内核的任务 内核的组成部分 哪些地方用到了内核机制？ Linux进程 Linux创建新进程的机制 Linux线程 内核线程 地址空间与特权级别 虚拟地址与物理地址 特权级别（Linux的两种状态） 系统调用 设备驱动程序、块设备和字符设备 网络 文件系统
—>内核态: CPU可以访问内存所有数据, 包括外围设备, 例如硬盘, 网卡. CPU也可以将自己从一个程序切换到另一个程序 —>用户态: 只能受限的访问内存, 且不允许访问外围设备. 占用CPU的能力被剥夺, CPU资源可以被其他程序获取
硬盘的SMART是S.M.A.R.T.的缩写，全称是“Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology”，中文意思是“自我监测分析与报告技术”，它可以对硬盘的温度、内部电路、盘片表面介质材料等进行监测，力求及时分析出硬盘可能发出的问题，并发出警告，从而保护数据不受损失。在Linux上使用smartctl命令查看硬盘的SMART信息。
通常来说，作为一个Linux的SA，很有必要掌握一个专门的系统监控工具，以便能随时了解系统资源的占用情况。下面就介绍下一款Linux性能实时监测工具-Netdata，它是Linux系统实时性能监测工具，以web的可视化方式展示系统及应用程序的实时运行状态（包括cpu、内存、硬盘输入/输出、网络等linux性能的数据）。Netdata的web前端响应很快，而且不需要Flash插件。 UI很整洁，保持着 Netdata 应有的特性。第一眼看上去，你能够看到很多图表，幸运的是绝大多数常用的图表数据（像 CPU，R
键盘可以说是我们最常使用的输入硬件设备了，但身为程序员的你，你知道「键盘敲入 A 字母时，操作系统期间发生了什么吗」？
vmstat是一个很全面的性能分析工具，可以观察到系统的进程状态、虚拟内存使用、磁盘的IO、中断、上下文切换、CPU使用等情况。在操作系统性能分析中，能100%理解vmstat输出的含义并灵活应用，是性能分析必备的基本能力。
查看主板的序列号: dmidecode | grep -i ’serial number’
究竟什么是用户态，什么是内核态，这两个基本概念以前一直理解得不是很清楚，根本原因个人觉得是在于因为大部分时候我们在写程序时关注的重点和着眼的角度放在了实现的功能和代码的逻辑性上，先看一个例子：
OS的正常工作依赖于存储程序原理、堆栈、中断三个部分。 linux内核从一个初始化上下文环境的函数开始执行，即start_kernel函数，创建多个进程或者fork（创建一个与原来进程几乎完全相同的进程）若干进程，我们为每个进程维护一个进程描述和以及进程间的关系PCB。 当中断发生的时候，如mykernel中就是时钟中断发生之后，接下来OS就会为各进程进行调度，利用Swich_to函数在调度队列中选取出一个适合的进程（系统会根据中断向量号来调用相应的中断异常程序）。由CPU和内核堆栈保存当前进程的各寄存器信息(CPU要做两件工作，一是将当前的eip和esp压入到当前进程的内核栈，二是将esp指向当前进程的内核栈，并将eip指向中断处理入口，进入到内核态。)，将eip指向要调度的进程执行的代码区，开始执行。
# uname -a # 查看内核/操作系统/CPU信息
性能调优是找出系统瓶颈并消除这些瓶颈的过程。 很多系统管理员认为性能调优仅仅是调整一下内核的参数即可解决问题， 事实上情况并不是这样。 性能调优是实现操作系统的各个子系统之间的平衡性，这些子系统包括：
我是CPU, 他们都叫我阿甘， 因为我和《阿甘正传》里的阿甘一样， 有点傻里傻气的。
%us：表示用户空间程序的cpu使用率（没有通过nice调度） %sy：表示系统空间的cpu使用率，主要是内核程序。 %ni：表示用户空间且通过nice调度过的程序的cpu使用率。 %id：空闲cpu %wa：cpu运行时在等待io的时间 %hi：cpu处理硬中断的数量 %si：cpu处理软中断的数量 %st：被虚拟机偷走的cpu 注：99.0 id，表示空闲CPU，即CPU未使用率，100%-99.0%=1%，即系统的cpu使用率为1%。
3G-4G大部分是共享的，是内核态的地址空间。这里存放整个内核的代码和所有的内核模块以及内核所维护的数据。
[root@host /]# cat /proc/cpuinfo | grep "physical id" | sort | uniq | wc -l
要理解第一个问题，得先从ACPI（高级配置与电源接口）说起，ACPI是一种规范（包含软件与硬件），用来供操作系统应用程序管理所有电源接口。
用户空间：指的就是用户可以操作和访问的空间，这个空间通常存放我们用户自己写的数据等。
如上图，程序1、程序2、程序3装入到内存，而程序2运行完成被换出，内存空闲出20k，然后进来程序4，大小为25K，此时，只有两处空闲块，10K和20K，没有一处是符合条件的，应该怎么办？一个明显的办法就是将两块空闲区域进行合并，形成一个大小为30K的空闲块满足程序4。
中断是现代 CPU 工作方式中重要的部分。例如：当你每次在键盘上按下一个按键后，CPU 会被中断以使得 PC 读取用户键盘的输入。这个过程发生得相当快，以致于在使用体验上你不会感到任何变化或损害。
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