linux内核
内核通过文件的方式暴露自身的接口，其实这些文件并不存在
系统调用
为应用程序提供系统服务，只能由操作系统内核来执行，应用程序作为调用方，必须执行一个陷阱或系统调用指令将控制权转移到操作系统，操作系统通过参数检查，找出所需要的调用进程
系统调用的参数逆序压栈，将系统调用编号放入特定寄存器中，然后通过汇编执行TRAP指令陷入，将用户态切换到内核态，开始执行内核代码，内核会开始检查调用编号并发出正确的系统调用处理命令，编号会跳转到系统调用处理器的指针表来完成，通过句柄执行，句柄执行完后，将控制返回给用户空间的库过程，从用户的角度来说这与函数调用的过程几乎无异，清理堆栈继续执行
进程调度算法
在linux调度算法中，将进程分为两种类型，即：I/O消耗型和CPU消耗型 因此为了提高响应速度，I/O消耗程序应该有较高的优先级，才能提高它的交互性
对于普通进程，Linux采用动态优先调度，选择进程的依据就是进程counter的大小，表明可供使用时间片的次数 对于实时进程，Linux采用了两种调度策略，即FIFO(先来先服务调度)和RR（时间片轮转调度）
内核与进程通信
- 用户上下文环境
- 软硬中断
- netlink 套接字，用户创建套接字并将进程 ID 发送给内核
中断
因为操作系统还需要管理硬件，因此通过中断的方式来处理硬件的请求 中断可分为四类：中断、故障、陷阱、终止 中断是来自IO设备的异步请求
锁机制
- 原子操作：原子操作比普通操作效率要低，因此必要时才使用，且不能与普通操作混合使用，如果是单核处理器，则原子操作与普通操作相同
- 自旋锁：等待解锁的进程将反复检查锁是否释放，而不会进入睡眠状态(忙等待)，所以常用于短期保护某段代码，X86里面通过汇编指令锁总线的方式来实现
- 信号量与互斥量：竞争信号量与互斥量时需要进行进程睡眠和唤醒，代价较高，所以不适于短期代码保护，适用于保护较长的临界区，互斥量用于线程的互斥，信号线用于线程的同步
CAS
本质上是乐观的，如果长时间不进行操作会浪费 CPU 时间 可以用double CAS，双保险CAS解决ABA问题，例如在32位系统上，我们要检查64位长的内容
一次用CAS检查双倍长度的值，前半部是指针（也可以是版本号），后半部分是一个计数器 只有这两个都一样，才算通过检查，要赋新的值。并把计数器累加1 这样一来，ABA发生时，虽然值一样，但是计数器就不一样（但是在32位的系统上，这个计数器会溢出回来又从1开始的，这还是会有ABA的问题）
定时任务 crontab
早期的定时任务是每分钟检查一次，但是这样太浪费资源 维护一个小顶堆，堆顶是最先执行的任务，可以休眠直到需要执行任务的时候再唤醒执行
进程休眠
sleep() 流程如下：
- 挂起进程（或线程）并修改其运行状态
- 用sleep()提供的参数来设置一个定时器
- 当时间结束，定时器会触发，内核收到中断后修改进程（或线程）的运行状态。例如线程会被标志为就绪而进入就绪队列等待调度
pause() 休眠直到进程收到信号
内核线程
由于在内核中进程和线程不做区分，因此也可以将其称为内核进程。毫无疑问，内核线程在内核中也是通过task_struct结构来表示的 内核线程和普通进程一样也是内核调度的实体，只不过他们有以下不同：
内核线程永远都运行在内核态，而不同进程既可以运行在用户态也可以运行在内核态。从另一个角度讲，内核线程只能之用大于PAGE_OFFSET（即3GB）的地址空间，而普通进程则可以使用整个4GB的地址空间。
内核线程和普通的进程间的区别在于内核线程没有独立的地址空间，mm指针被设置为NULL；它只在 内核空间运行，从来不切换到用户空间去；并且和普通进程一样，可以被调度，也可以被抢占