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(原創)第一章 Introduction to the Linux Ker

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一直對linux內核很感興趣,早就想深入的學習下,由于自己目前的水平還比較菜,所以在blog中記錄下學習中的心得和體會,一則自己做一個記錄,同時也可以督促自己的學習進度;二來可以拋磚引玉,希望和我一樣對內核有興趣的朋友們多多指點,共同進步。


    [ 第一章 ] Introduction to the Linux Kernel


主要是一些概述性的內容,主要包括:
1、Unix和Linux發展的背景和歷史,這部分沒有什么可說的,作為常識了解吧。
2、操作系統和內核概述
(1)內核主要組件
內核有事也被稱為是supervisor或者core之類,典型的內核組件通常包括
用于中斷服務請求的interrupt handlers
用于為多進程分配處理其時間的調度器scheduler
用于管理進程地址空間的memory management system
以及提供進程間通信等的系統服務


(2)MMU和地址空間
對于帶有受保護內存管理單元(Protected MMU)的操作系統來說,kernel通常是處在比一般用戶程序更高級的狀態,kernel具有受保護的內存空間和對硬件的直接訪問,這種更高層的狀態和受保護的內存空間一起,稱為內核空間(Kernel Space);應用程序則運行在用戶空間(User space),只能看到系統可用資源的一個子集并無法執行某些系統功能。

在運行內核時,系統在內核空間以內核模式運行,當運行用戶應用程序時,系統在用戶空間以User Mode運行。
下圖為Linux系統體系結構的示意(引自 參考資料1)
(原創)第一章 Introduction to the Linux Kernel
(3)中斷
幾乎所有的體系結構,都提供了中斷的概念,當硬件需要和系統通信時,它會發起一個中斷從而以異步方式中斷內核。
中斷是以數字標示的,內核根據中斷號來執行指定的中斷處理器(interrupt handler)來處理和響應中斷。

目前下面的這句話沒有理解,等讀到后續章節再回過頭看吧
To provide synchronization, the kernel can usually disable interrupts either all interrupts or just one specific interrupt number.

在很多操作系統中,包括Linux,中斷處理器并不在進程上下文中運行。相反,他們運行在一個特殊的中斷上下文環境中,這個context并不與任何進程存在關聯。這個特殊的上下文環境僅僅是為了中斷處理器更快的響應中斷,然后退出。

上下文環境表述了內核的活動范圍,我們可以概括的說,在任何一個時刻,內核在做下面三件事其中之一:

在內核空間,進程上下文中,為進程執行
在內核空間,中斷上下文中,不與任何進程關聯,處理中斷
在用戶空間,在進程中執行用戶代碼


參考資料:
1、Linux Kernel Development (2nd Edition) 英文影印版 Robert Love 機械工業出版社
2、Anatomy of the Linux kernel
From http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-linux-kernel/

(原創)第一章 Introduction to the Linux Kernel


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