2、Linux系统基础：从内核到用户空间

Linux系统基础：从内核到用户空间

1. 系统稳定性与用户进程

在计算机系统中，用户进程的异常通常不会对整个系统造成严重破坏。例如，浏览器崩溃时，不太可能影响到后台运行了数天的科学计算任务。不过，这也取决于对“严重破坏”的定义以及进程的特定权限，因为有些进程被允许执行更多操作。比如，在获得正确权限的情况下，用户进程有可能完全破坏磁盘上的数据，但系统有相应的保护措施，大多数进程不被允许这样肆意破坏。

Linux 内核可以运行内核线程，如 kthreadd 和 kblockd，它们看起来像进程，但可以访问内核空间。

2. 硬件：理解主内存

主内存是计算机系统中最重要的硬件之一。它本质上是一个存储大量 0 和 1 的区域，每个存储 0 或 1 的位置称为一个位（bit）。运行的内核和进程都以大量位的形式存在于主内存中，所有外围设备的输入和输出也以位的形式流经主内存。CPU 则是对内存进行操作的部件，它从内存中读取指令和数据，并将处理后的数据写回内存。

在计算机系统中，经常会提到“状态”这个术语，严格来说，状态是位的特定排列。例如，内存中的四个位，0110、0001 和 1011 代表三种不同的状态。由于一个进程在内存中可能由数百万个位组成，因此在描述状态时，使用抽象术语会更方便，比如“进程正在等待输入”或“进程正在执行启动的第二阶段”。这里，“映像”指的是位的特定物理排列。

3. 内核

内核的大部分工作都围绕主内存展开。它的任务之一是将内存划分为多个子区域，并始终维护这些子区域的状态信息。每个进程都有自己的内存份额，内核要确保每个进程都不会越界使用内存。

内核负责管理四个主要系