[1]Linux内核简介

[1]Linux体系结构

Linux体系结构可以分为两块：
1. 用户空间：用户空间中又包含用户的应用程序，C库。
2. 内核空间：内核空间包括：系统调用、内核以及与平台架构相关的代码。

Linux体系结构要分成用户空间和内核空间的原因：
1. 现代CPU通常都实现了不同的工作模式。以ARM为例：ARM实现了7种工作模式，不同模式下CPU可以执行的指令或者访问的寄存器不同：
（1）用户模式 usr （2）系统模式 sys（3）管理模式 svc（4）快速中断 fiq（5）外部中断 irq（6）数据访问终止 abt（7）未定义指令异常。
以X86为例：X86实现了4个不同级别的权限，Ring0—Ring3 ;Ring0下可以执行特权指令，可以访问IO设备；Ring3则有很多的限制。
所以，Linux从CPU的角度出发，为了保护内核的安全，把系统分成了2部分。
用户空间和内核空间是程序执行的两种不同状态，我们可以通过“系统调用”和“硬件中断“来完成用户空间到内核空间的转移。

[2]Linux内核架构

系统调用接口：

系统调用接口（SCI）为用户空间提供了一套标准的系统调用函数来访问Linux内核，搭起了用户空间到内核空间的桥梁。

进程管理：

进程管理的重点是创建进程（fork、exec），停止进程（kill、exit），并控制它们之间的通信（signal 或者 POSIX 机制）。进程管理还包括控制活动进程如何共享CPU，即进程调度。

内存管理：

内存管理的主要作用是控制多个进程安全地共享内存区域。

网络协议栈：

内核协议栈为Linux提供了丰富的网络协议实现。

虚拟文件系统：

虚拟文件系统（VFS）隐藏各种文件系统的具体细节，为文件操作提供统一的接口。

设备驱动：

Linux 内核中有大量代码都在设备驱动程序中，它们控制特定的硬件设备。