《Linux内核设计与实现》Chapter 1 读书笔记

《Linux内核设计与实现》Chapter 1 读书笔记

一、Unix的特点

Unix从Multics中产生，是一个强大、健壮和稳定的操作系统。

• 特点

　　1.很简洁

　　2.在Unix系统中，所有的东西都当做文件对待。这种抽象使对数据和对设备的操作都是通过一套相同的系统调用借口来进行的：open(),read(),write(),lseek()和close()

　　3.Unix内核和相关的系统工具软件用C语言编写而成——该特点使其具备出色的平台可移植性

　　4.Unix进程创建非常快速简洁，目标在于一次执行保质保量地完成一个任务上

今天，Unix已经发展成为一个支持抢占式多任务、多线程、虚拟内存、换页、动态链接和TCP/IP网络的现代化操作系统

二、Linux与Unix的区别

Linux是由LinuxTorvalds于1991年推出的类Unix系统。

• Linux借鉴了许多Unix设计，并实现了API，但Linux没有直接使用Unix源代码。
• Linux没有抛弃Unix的设计目的并且保证了应用程序编程接口的一致。
• Linux是非商业的产品，任何人都可以开发内核，Linux内核是*（公开）软件
• Linux系统的基础是内核，C库，工具集和系统的基本工具

三、操作系统和内核简介

操作系统是指在整个系统中负责完成最基本功能和系统管理的那些部分。

这些部分包括：

• 内核
• 设备驱动程序
• 启动引导程序
• 命令行shell或者其他种类的用户界面
• 基本的文件管理工具和系统工具

用户界面是操作系统的表象，内核才是操作系统的核心。

内核独立于普通应用程序，一般处于系统态，拥有受保护的内存空间和访问硬件设备的所有权限。
这种系统态和被保护起来的内存空间，统称为内核空间。
在系统中运行的应用程序通过系统调用来与内核通信。

当内核运行时，系统以内核态进入内核空间执行；
当执行一个普通用户程序时，以用户态进入用户空间执行。

处理器的活动必然其下三者之一：

• 运行于用户空间，执行用户进程
• 运行于内核空间，处于进程上下文，代表某个特定的进程执行
• 运行于内核空间，处于中断上下文，与任何进程无关，处理某个特定的中断

四、单内核与微内核设计之比较

1.单内核（比如大多数Unix及Linux）

• 把它从整体上作为一个大的单独的过程来实现，同时运行在一个单独的地址空间上
• 内核直接调用函数。Linux是单内核。
• 简单，性能高

2.微内核（比如Windows NT）

• 微内核的功能被划分为多个独立的功能，每个过程叫做一个服务器
• 需特权服务的服务器运行在特权模式下，其他运行在用户空间。
• 通过消息传递处理通信。
• 便于处理内核间通信，还使用了IPC机制；
• 基于微内核的系统都让大部分或全部服务器位于内核。

五、Linux内核版本

Linux内核有两种：稳定的和开发中的。

【统计时间】

步骤	耗时	百分比
预计时间	2h
实际时间	2.5h
阅读	1h	40%
代码	0h
分析总结	1.5h	60%