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【Linux】理解Linux中一切皆文件、缓冲区、ext2文件系统、软硬链接

用户级缓冲区的作用是减少系统调用次数,内核级缓冲区的作用是减少IO次数。 2.2 缓冲类型 标准I/O提供了3种类型的缓冲区。 全缓冲区:这种缓冲方式要求填满整个缓冲区后才进行IO系统调用操作。...对于磁盘文件的操作通常使用全缓冲的方式访问。 行缓冲区:在行缓冲情况下,当在输入和输出中遇到换行符时,标准I/O库函数将会执行系统调用操作。...因为标准I/O库每行的缓冲区长度是固定的,所以只要填满了缓冲区,即使还没有遇到换行符,也会执行I/O系统调用操作,默认行缓冲区的大小为1024。...无缓冲区:无缓冲区是指标准I/O库不对字符进行缓存,直接调用系统调用。标准出错流stderr通常是不带缓冲区的,这使得出错信息能够尽快地显示出来。...软链接有独立的inode,软链接内容保存的是目标文件的路径,就像Windows中的快捷方式。 硬链接不是独立的文件,没有独立的inode,硬链接本质上就是一组文件名和已经存在的文件的映射关系。

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    CVE-2023-21768 内核提权漏洞分析

    AFD (Ancillary Function Driver)是Windows操作系统中的一个内核模式驱动程序,它也是套接字(Socket) 通信的核心模块之一。...它提供了操作系统与网络协议栈之间的接口,让应用程序能够进行网络通信。支持WinSock,而WinSock是在Windows中访问网络服务的编程接口。...CVE-2023-21768 内核提权漏洞分析 漏洞原理: 该漏洞存在于AFD驱动程序处理用户模式输入/输出(I/O)操作的方式中。...从Winbindex拿到打补丁和未打补丁版本 Windows 11 22H2 KB5017389 (+6) x64 10.0.22621.608(未打补丁) Windows 11 22H2 KB5022303...如果I/O ring 以前指向过一个已注册的缓冲区数组,那么它将被复制到新的内核数组中。任何新的缓冲区都将添加到相同的分配中,在旧缓冲区之后。

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    ASIO 初始化函数ASIOInit

    在音频编程中,ASIO(Audio Stream I/O)是一个非常重要的协议,它允许音频应用程序直接与硬件通信,以实现低延迟的音频处理。...ASIOInit函数的调用过程在Windows系统中,ASIO驱动程序通常以DLL形式存在。当音频应用程序需要加载ASIO驱动程序时,它会调用ASIOInit函数。...处理初始化结果:根据ASIOInit函数的返回值,音频应用程序可以判断初始化是否成功,并进行相应的处理。4. 注册表信息变化在Windows系统中,ASIO驱动程序的注册信息存储在注册表中。...ASIOInit函数的实现细节ASIOInit函数的实现通常包含以下步骤:检查驱动程序状态:验证ASIO驱动程序是否已经初始化。获取硬件信息:获取音频硬件的相关信息,如通道数、缓冲区大小等。...初始化失败:如果ASIO驱动程序初始化失败,音频应用程序应提供相应的错误处理机制。资源冲突:如果系统中存在多个ASIO驱动程序,音频应用程序应能够处理潜在的资源冲突。

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    socket阻塞与非阻塞,同步与异步、IO模型

    阻塞和非阻塞是指当server端的进程访问的数据如果尚未就绪,进程是否需要等待,简单说这相当于函数内部的实现区别,也就是未就绪时是直接返回还是等待就绪; 而同步和异步是指client端访问数据的机制,同步一般指主动请求并等待...阻塞I/O模型图:在调用recv()/recvfrom()函数时,发生在内核中等待数据和复制数据的过程。 当调用recv()函数时,系统首先查是否有准备好的数据。...这样我们的I/O操作函数将不断的测试数据是否已经准备好,如果没有准备好,继续测试,直到数据准备好为止。在这个不断测试的过程中,会大量的占用CPU的时间。...要完成这样的操作,有人使用MSG_PEEK标志调用recv()函数查看缓冲区中是否有数据可读。同样,这种方法也不好。...因为该做法对系统造成的开销是很大的,并且应用程序至少要调用recv()函数两次,才能实际地读入数据。较好的做法是,使用套接字的“I/O模型”来判断非阻塞套接字是否可读可写。

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    基础IO:系统文件IO

    在 Linux 操作系统中,文件 I/O(输入/输出)是程序与文件系统交互的基础。理解文件 I/O 的工作原理对于编写高效、可靠的程序至关重要。本文将深入探讨系统文件 I/O 的机制。..._cnt:缓冲区中剩余的可用空间字节数。 _base:缓冲区的起始位置。 _flag:存储文件的状态标志,如文件是否处于读写模式等。 _file:该文件对应的系统级文件描述符,这是最直接的文件标识。...FILE 结构体内部使用缓冲机制,这使得每次文件 I/O 操作时,程序并不直接与磁盘交互,而是将数据存入内存中的缓冲区,等缓冲区满时才将数据批量写入磁盘,从而提高 I/O 性能。...f_count:引用计数,表示有多少进程引用了这个文件,所以真正的文件关闭指的是引用计数为0的时候。 文件属性存储于结构体中,文件的内容存在缓冲区中。...比如,Windows 和 Linux 都有 C 语言的实现,但它们的文件 I/O 操作部分会有所不同,Windows 可能使用 CreateFile(),而 Linux 使用 open()。

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    C的全缓冲、行缓冲和无缓冲

    1.简介 基于流的操作最终会调用read或者write函数进行I/O操作。为了使程序的运行效率最高,流对象通常会提供缓冲区,以减少调用系统I/O库函数的次数。...在Linux中,缓冲方式存在三种,分别是: (1)全缓冲。输入或输出缓冲区被填满,会进行实际I/O操作。其他情况,如强制刷新、进程结束也会进行实际I/O操作。...对于读操作来说,当读入内容的字节数等于缓冲区大小或者文件已经到达结尾,或者强制刷新,会进行实际的I/O操作,将外存文件内容读入缓冲区;对于写操作来说,当缓冲区被填满或者强制刷新,会进行实际的I/O操作,...磁盘文件操作通常是全缓冲的。 (2)行缓冲。输入或输出缓冲区遇到换行符会进行实际I/O操作。其他与全缓冲相同。 (3)无缓冲。没有缓冲区,数据会立即读入内存或者输出到外存文件和设备上。...2.缓冲区的设置 (1)设置是否开启缓冲区,可使用函数setbuf或者setbuffer。setbuf和setbuffer函数具有打开和关闭缓冲机制。为了带缓冲进行I/O,参数buf指向缓冲区。

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    Linux 中关于缓存释放的详解与配置

    前者针对磁盘块的读写,后者针对文件inode的读写。这些Cache有效缩短了 I/O系统调用(比如read,write,getdents)的时间。"...释放内存前先使用sync命令做同步,以确保文件系统的完整性,将所有未写的系统缓冲区写到磁盘中,包含已修改的 i-node、已延迟的块 I/O 和读写映射文件。...否则在释放缓存的过程中,可能会丢失未保存的文件。...Linux和Windows不一样,Linux的内存机制存在buffer和cache这两个功能: cache(缓存):是指把读取出来的数据保存在内存当中,当再次读取时,不用读取硬盘而直接从内存当中读取,加速了数据的读取过程...Linux释放内存的命令: 释放内存的时候,首先执行命令sync将所有正在内存中的缓冲区写到磁盘中,其中包括已经修改的文件inode、已延迟的块I/O以及读写映射文件,从而确保文件系统的完整性;, sync

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    操作系统——计算机硬件简介

    ,称为高速缓存命中 如果高速缓存未命中,就要通过总线,把访问请求传递到内存,这带来了访问速度的下降 PS:缓存 大量的资源存在于计算机存储器的某一处,其中一小部分资源会被频繁的用到,把频繁用的资源放到比大量资源更高层次的存储器中...I/O设备 I/O设备分为两个部分 设备控制器和设备本身 4.1 设备控制器 设备控制器是插在电路板上的一块芯片或一组芯片,他是操作系统和设备之间的桥梁,配合操作系统操作设备,操作系统对它发成命令,它对操作系统的命令进行复杂的转换...设备驱动程序启动I/O,循环的检查设备是否完成工作,当完成工作后,设备驱动程序将设备返回的数据送到指定的位置,随后操作系统将控制返回给调用者。...启动计算机 学完了计算机相关的硬件知识,我们来了解一下启动计算机时,计算机内部是如何工作的 首先,BIOS开始运行,它扫描I/O设备,存储器是否安装正常,接着扫描出总线上的所有设备,随后从硬盘中找出一个启动装载模块...,这个启动装载模块负责启动操作系统(WINDOWS/LINUX),然后,操作系统询问BIOS获得每种设备的配置信息,操作系统检查对应设备的驱动程序是否安装正常,如果全部正常,操作系统将他们调入内核,创建需要的所有进程

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    linux系统编程之基础必备(二):C 标准IO 库函数与Unbuffered IO函数

    fgetc(3)  通过传入的FILE *参数找到该文件的描述符、I/O缓冲区和当前读写位置,判断能否从I/O缓冲 区中读到下一个字符,如果能读到就直接返回该字符,否则调用read(2),把文件描述符传进...fputc(3)  判断该文件的I/O缓冲区是否有空间再存放一个字符,如果有空间则直接保存在I/O缓冲区中并 返回,如果I/O缓冲区已满就调用write(2) ,让内核把I/O缓冲区的内容写回文件。 ...open 、read 、write 、close 等系统函数称为无缓冲I/O(Unbuffered I/O)函数,因为它们位于C标 准库的I/O缓冲区的底层。...用Unbuffered I/O函数每次读写都要进内核,调一个系统调用比调一个用户空间的函数要慢很 多,所以在用户空间开辟I/O缓冲区还是必要的,用C标准I/O库函数就比较方便,省去了自己 管理I/O缓冲区的麻烦...在支持C语言的非UNIX操作系统上,标准I/O库的 底层可能由另外一组系统函数支持,例如Windows系统的底层是Win32 API,其中读写文件的系统 函数是ReadFile 、WriteFile

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    socket阻塞与非阻塞,同步与异步IO模型

    阻塞和非阻塞是指当进程访问的数据如果尚未就绪,进程是否需要等待,简单说这相当于函数内部的实现区别,也就是未就绪时是直接返回还是等待就绪; 而同步和异步是指访问数据的机制,同步一般指主动请求并等待I/O操作完毕的方式...阻塞I/O模型图:在调用recv()/recvfrom()函数时,发生在内核中等待数据和复制数据的过程。 ?     当调用recv()函数时,系统首先查是否有准备好的数据。...这样我们的I/O操作函数将不断的测试数据是否已经准备好,如果没有准备好,继续测试,直到数据准备好为止。在这个不断测试的过程中,会大量的占用CPU的时间。    ...要完成这样的操作,有人使用MSG_PEEK标志调用recv()函数查看缓冲区中是否有数据可读。同样,这种方法也不好。...因为该做法对系统造成的开销是很大的,并且应用程序至少要调用recv()函数两次,才能实际地读入数据。较好的做法是,使用套接字的“I/O模型”来判断非阻塞套接字是否可读可写。

    3.4K10

    IO中断原理

    我们知道CPU是按指令顺序进行执行的,操作系统每过大约15ms会发生一次线程调度(Windows下),根据线程优先级先调度优先级高的线程。...[20191214121307.png] 当我们程序需要从硬盘读取一个文件时,会先检查内核缓存中是否有数据,若没有数据,则执行实际I/O操作。...在实际的I/O操作过程中,若没有中断操作,CPU会不断轮询检查I/O操作是否完成,若I/O操作没有完成则继续调度其他线程,过一会儿再来检查。...有中断 [20191214121702.png] 当我们程序需要从硬盘读取一个文件时,会先检查内核缓存中是否有数据,若没有数据,则执行实际I/O操作。...I/O操作完成后,设备给处理器发送一个中断信号。 处理器响应中断信号。 处理器对中断信号进行判断,若存在未响应的中断,则给产生中断信号的设备发送确认信号,确认信号使得设备取消它的中断信号。

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    标准IO库(ISO C的标准IO库)

    带缓冲的I/O操作 使用文件描述符的I/O是不带缓冲的(当然了,这里所说的不带缓冲指的是进程中使用这两个函数不会自动缓冲,每使用一次就会进行一次系统调用,实际上除了原始磁盘I/O之外,其它的所有磁盘I/...行缓冲 行缓冲就是当输入和输出中遇到换行符时,标准I/O执行实际I/O操作。当我们使用scanf和printf的时候,实际上就是行缓冲在起作用。...为此,提供了下面的函数来执行二进制I/O操作。 ? 这两个函数仍旧存在一些问题。那就是在不同的系统上工作的时候,可能由于struct对齐方式,以及是否遵从IEEE 754标准造成程序出错。...格式化I/O 格式化I/O能够漂亮的处理输入输出,但是格式转换符比较复杂,种类繁多。在此处不说明。只给出相关的函数。 ? ? 在Unix中,标准I/O库最后还是需要调用不带缓冲的I/O函数。...标准I/O的问题以及替代方式 前面已经说过了,标准I/O的历史已经非常长了,它存在问题也比较多。很明显标准I/O的效率不高。它需要在内核缓冲区复制一次数据,然后在用户进程内存中在复制一次数据。

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    C语言——文件操作

    文件的打开和关闭 3.1 文件指针 每个被使用的文件都在内存中开辟了一个相应的文件信息区,用来存放文件的相关信息.这些信息是保存在一个结构体变量中的。...= EOF) // 标准C I/O读取文件循环 { printf("%c ", c); } //判断是什么原因结束的 if (ferror(fp)) puts("I/O error when...文件缓冲区 ANSIC 标准采用“缓冲文件系统”处理的数据文件的,所谓缓冲文件系统是指系统自动地在内存中为程序中每一个正在使用的文件开辟一块“文件缓冲区”。...缓冲区的大小根据C编译系统决定的 8.1 验证缓冲区 文件缓冲区 #include windows.h> int main() { FILE* pf = fopen("test.txt", "w...return 0; } 因此因为有缓冲区的存在,C语言在操作文件的时候,需要做刷新缓冲区或者在文件操作结束的时候关闭文件。

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    操作系统中的IO读写基础与缓冲区机制解析

    一、I/O读写的基本原理 I/O(输入/输出)是操作系统的核心功能之一,负责在用户程序与外部设备(如磁盘、网卡、键盘等)之间传输数据。其核心流程可分为以下两个阶段: 1....数据准备阶段 当用户进程发起I/O请求(如`read`系统调用)时,内核首先检查内核缓冲区是否存在所需数据。...若数据未就绪,操作系统会触发设备操作: ☀︎ 磁盘I/O:从磁盘读取数据到内核缓冲区,此过程可以通过DMA(直接内存访问)完成,无需CPU全程参与。...小结 I/O操作的本质是等待设备就绪与内存数据拷贝的结合。内核缓冲区与用户缓冲区的协同设计,既保证了硬件访问的安全性,又通过减少物理操作次数显著提升了系统性能。...理解这一机制,有助于开发高效I/O密集型应用,并为操作系统调优(如调整缓冲区大小、选择I/O模型)提供理论依据。

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    计算机原理纲要总结

    Windows 95是(单用户多任务 )操作系统。。 系统专门为运行中的应用进程创建新进程的事件是( 提供服务 )。...和I/O利用率:提高I/O速度,方便用户使用I/O设备 (一)缓冲管理 描述:在内存中设置缓冲区 例子:单缓冲机制、双向同时传送数据的双缓冲机制、多个设备共同使用的公用“缓冲池”机制 (...、修改位M、存在位P、增补位、外存始址 A、M:改进型CLOCK置换算法 P:本段是否调入内存 增补位:看是否做过动态增长 (二)缺段中断机制 (图5-12) 万一虚段S不在内存中,...(二)I/O系统中各种模块之间的层次视图 I/O系统上下接口(图6-2) I/O系统的分层:中断处理程序→设备驱动程序→设备独立性软件 三、I/O系统接口 (一)块设备接口 块设备、隐藏磁盘二维结构...(三)检查设备的状态 检测寄存器中的不同位,了解设备的状态 (四)传送必要参数 波特率、奇偶校验等等参数 (五)启动I/O设备 了解数据是否到达 三、对I/O设备的控制方式

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    操作系统+网络

    从文件 I/O 到网络 I/O,存在着各式各样的概念和 I/O 模型,所以这里首先把涉及 I/O 的各种概念和原理厘清。...为了加快磁盘的 I/O,Linux 系统会把磁盘上的数据以 Page 为单位缓存在操作系统的内存里,这里的 Page 是 Linux 系统定义的一个逻辑概念,一个 Page 一般为 4K。...在 Linux 的缓存 I/O 机制中,操作系统会将 I/O 的数据缓存在文件系统的页缓存( page cache )中,也就是说,数据会先被拷贝到操作系统内核的缓冲区中,然后才会从操作系统内核的缓冲区拷贝到应用程序的地址空间...第四种模型:异步 I/O。 熟悉 Windows 系统开发的人会知道 Windows 系统的 IOCP,这是一种真正意义上的异步 I/O。...所谓主动,是指应用程序不断地轮询,询问操作系统或者网络框架、I/O 是否就绪。

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    高性能网络通讯原理

    当处理器将控制权交给DMA控制器之后,DMA处理器会先让I/O硬件设备将数据放到I/O硬件的缓冲区中,然后DMA控制器就可以开始传输数据了。在此过程中处理器无需消耗时钟周期。...对于I/O访问感兴趣的同学可以看《操作系统精髓与设计原理(第5版)》第十一章I/O管理相关内容和《WINDOWS内核原理与实现》第六章I/O论述相关内容 I/O模型 在讨论I/O模型之前,首先引出一个叫做...[20191124140638.png] 在我的另一篇文章《Windows内核原理-同步IO与异步IO》对windows操作系统I/O原理做了简要的叙述,感兴趣的同学可以看下。...同步I/O采用缓冲I/O的方式,首先内核会从申请一个内存空间用于存放输入或输出缓冲区,数据都会先缓存在该缓冲区。...和Proactor模型 TCP的发送缓冲区和接收缓冲区 IDE(电子集成驱动器) 《操作系统精髓与设计原理(第5版)》 《WINDOWS内核原理与实现》

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