第一章 Introduction

1.内核功能

        内核功能主要包括进程管理、内存管理、文件系统、设备控制和网络功能。其中设备控制主要依靠驱动程序，而由于大部分的网络操作和具体的进程无关，因此网络功能必须由操作系统来管理。

2. 模块

Linux能在运行时通过模块动态地扩展内核的特性，这是其优良特性之一。

3. 设备和模块的分类

Unix系统将设备分成三种类型: 字符设备、块设备和网络设备。相应地，模块可以分为字符模块、块设备模块和网络模块。

 a. 字符设备

          字符设备是个能够像字节流(如文件)一样访问的设备，由字符设备驱动程序来实现这种特性，其驱动程序通常至少需要实现open、close、read、write等系统调用。字符终端( /dev/console )和串口( /dev/ttys0 )就是两个字符设备。

         字符设备可以通过文件系统节点来访问，它和普通的文件之间的唯一差别在于，对普通文件的访问可以前后移动访问指针，而大部分的字符设备是个只能顺序访问的数据通道。

b. 块设备

         和字符设备一样，块设备也是通过 /dev 目录下的文件系统节点来访问。块设备(例如磁盘)上能够容纳文件系统。块设备和字符设备的区别仅仅在于内核内部管理数据的方式，也就是内核和驱动程序的接口不同，另外块设备必须支持挂载文件系统。

c. 网络设备

         内核和网络驱动程序之间的通讯完全不同于内核和字符设备以及块设备驱动程序之间的通讯，内核调用一套和数据包传输相关的函数而不是open、write等。由于不是面向流的设备，因此将网络接口映射到文件系统中的节点（比如 /dev/tty1）比较困难。
Unix 式的访问网络接口的方法是给它们分配一个唯一的名字（比如 eth0） ，这个名字在文件系统中不存在对应的节点项。

4. 文件系统

        文件系统可能是除驱动程序外 Linux 系统中最重要的模块类型，它决定了信息如何在块设备上组织，以表示目录和文件树。 文件系统并不是设备驱动程序， 因为没有任何实际物理设备同这种信息组织方式相关联。相反，文件系统类型是个软件驱动程序，它将低层数据结构映射到高层数据结构，决定文件名可以有多长以及在目录项中存储文件的哪些信息等等。 文件系统模块必须实现访问目录和文件的底层系统调用，方法是将文件名和路径（以及其它一些信息，比如访问模式等）映射到位于数据块上的数据结构中。这种接口完全独立于磁盘（或其它介质）上的数据读写操作，这种操作由块设备驱动程序负责完成。

      由于 Unix 系统严重依赖于底层的文件系统，因此文件系统概念对系统操作具有重要意义。访问文件系统的功能位于内核层次结构的最底层， 具有非常重要的作用。 如果我们想为一款新的 CD-ROM 编写块驱动程序，则必须提供对 CD-ROM 上包含的数据进行 ls 或 cp 等操作的功能，否则驱动程序毫无用处。