Linux简介

Unix的特点：

1. Unix很简洁，Unix只提供几百个系统调用，并且每个调用都有明确的目的。
2. 一切皆文件，对数据和对文件都是通过相同的系统调用接口：open（），read（），write（），lseek（）和close（）。
3. Unix和系统工具都是用c语言写的。
4. Unix通过fork（）进程创建十分迅速。
5. 简洁的进程间通信元语。

Unix已经发展成为一个支持多任务，多线程，虚拟内存，换页，动态链接和TCP/IP网络的现代操作系统。
操作系统包括：内核，设备驱动程序，启动引导程序，命令行Shell或者其他种类用户界面，文件管理工具和系统工具。

内核的组成程序

通常一个内核有负责响应中断的中断服务程序，负责管理多个进程从而分享处理器时间的调度程序，负责管理进程地址空间的内存管理程序，网络、进程间通信程序，等。

内核空间和用户空间：内核空间就是执行内核代码，用户空间就是执行用户代码

内核不同于普通应用程序，它一般处于系统态，拥有受保护的内存空间和访问硬件设备的所有权限，这种被保护的内存空间，统称为内核空间。
应用程序将以用户态进入用户空间，只能访问内核划给的空间。
内核空间和用户空间有各自的地址空间，用户代码不能访问内核空间的数据，只能通过系统调用（通过硬件）。

用户空间和内核空间的主要区别：执行的代码的物理地址空间

内核空间有一个共享的堆栈，供所有内核代码动态调用。

系统调用

用户通过系统调用，执行内核函数代码，然后返回给进程。
就是调用内核的函数。
系统调用：应用程序通过调用库函数（比如C库），再由库来系统调用，从而让内核代其完成不同任务。
当应用程序执行一条系统调用，我们就说内核正在带其执行。

有些库函数，系统调用只是其完成中的一个步骤

举例：printf（）函数，提供了数据缓存和格式化等操作，而write（）只是printf（）其中一项操作。

有些库函数，就是一个系统调用

open（）就是open（）

有些库函数，没有包含系统调用

strcpy（）

硬件通过中断机制和硬件设备通信

当硬件想要和系统通信时，它首先发出一个异步的中断信号去打断处理器的执行，继而打断内核的执行。通过中断号，内核能找到相应的中断服务程序来处理中断。
举例：当敲击键盘时，键盘控制器发送一个中断信号告知系统，键盘缓冲区有数据到来，内核根据中断号调用终端服务，然后告诉键盘控制器，可以继续输入数据了。

操作系统有专门执行中断的上下文

保证中断服务程序能在第一时间处理中断，然后快速退出。

只有两个上下文：进程上下文和中断上下文

处理器在任何时间点的活动必然概括为三种：

1. 运行于用户空间，执行用户进程
2. 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
3. 运行于内核空间，处于中断上下文，与任何进程无关，处理特定中断。
   包括所有情况。
   举例：当CPU空闲时，内核就运行一个空进程，处于进程上下文，但运行于内核空间。
   
   
   在取指令，执行指令后进行中断周期

单内核和微内核：Linux是单内核，但是拥有模块化设计，抢占式内核，支持内核线程，动态装载内核模块

单内核模块之间可以相互调用

内核的分模块

单内核：
内核设计为单内核，就是将内核从整体上作为一个单独的大过程来实现，运行在一个单独的地址空间，内核间的通信微不足道，都可以直接调用，内核以单个的二进制文件存在于磁盘.
简单，高性能
微内核：
所有服务都独立运行并且运行在各自的地址空间上。消息通信，上下文切换。4次如下

linux特色

Linux对线程的支持：内核并不区分线程和其他的一般进程，对于内核来说，所有的进程都一样，只不过是一些共享资源而已。

Linux提供具有设备类的面向对象的设备模型，用户空间的文件系统