Linux知识清单

Linux 系统核心概念

1.内核与系统调用

• 内核职责： 进程调度、内存管理、文件系统、设备驱动、网络协议栈。

• 系统调用： 用户态程序与内核交互的唯一方式。理解 glibc 等C库如何封装系统调用（如 open, read, write, fork, execve, mmap, ioctl）。

• 原理： 触发一个软中断（如x86的 int 0x80 或 syscall 指令），CPU切换到内核态，根据系统调用号查找表（syscall table）跳转到对应的内核函数执行。

2.进程与线程

• 进程

  • 概念： 程序的一个执行实例，拥有独立的地址空间和系统资源。

  • 创建： fork() + exec()。fork 的写时复制（Copy-On-Write, COW）机制是其高效的关键。vfork 的用途和与 fork 的区别。

  • 进程描述符： 内核中用 task_struct 结构体管理进程的所有信息。

  • 进程状态： 就绪（TASK_RUNNING）、可中断睡眠（TASK_INTERRUPTIBLE）、不可中断睡眠（TASK_UNINTERRUPTIBLE, D状态）、僵尸（ZOMBIE）、停止（STOPPED）。

  • 僵尸进程： 成因（子进程退出，父未调用 wait 回收其资源）、危害（占用进程号）、如何避免。

• 线程

  • 概念： 轻量级进程，共享同一进程的地址空间和大部分资源。

  • 实现： Linux内核并不区分进程和线程，线程本质上就是共享资源的进程（CLONE_VM | CLONE_FS | CLONE_