由于需要接触一下底层知识，对Linux内核的了解是必不可少的，之前对内核知识知之甚少，在别人的建议下开始看《Linux内核设计与实现》，有一些笔记，整理一下。

内核的基本知识

操作系统负责整个计算机资源的调度和管理，其本身的构造是极其复杂的，包括内核、设备驱动程序、启动引导程序和各种用户的界面、文件管理等其他工具。内核，顾名思义，就是操作系统的核心部分。其包含以下模块：

负责响应中断的中断服务程序
负责管理多个进程分时使用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
负责网络、进程间通信等的系统服务程序

内核的设计

操作系统内核设计主要分为两种，宏内核（Monolithic Kernel）和微内核（Micro Kernel），各自的代表是Linux和Minix（ps:Linus和Tanenbaum为这个事还有过著名的争论），还有一种是二者结合，混合内核（并不普及，暂不讨论）。如下图，可以清晰地看出三种内核设计模式的区别。

宏内核也称为单内核，就是将内核功能整体作为一个单独的过程来实现，运行在一个单独的地址空间上。所有的内核服务都运行在一个大的内核地址空间。优点在于内核内部通信代价很小，因为运行在同一个地址空间，可以像调用函数一样调用各种功能。缺点在于其稳定性会受到单个模块影响，比如一个模块崩溃会导致整个内核崩溃。

微内核并不使用一个单独的大过程来实现，而是划分为多个小的过程，每个过程称作一个服务器，各司其责。每个服务器都运行在独立的地址空间上，这样就可以保证互相不会影响。相应地，微内核采用IPC通信机制，比函数调用代价大得多，直接导致通信代价过高。

Linux的特点

尽管Linux是一种宏内核，Linux内核的设计慢慢也吸取了一些微内核设计的优点，比如模块化设计，抢占式内核、支持内核线程以及内核模块动态装载，同时也避免了微内核设计的性能短板，将所有模块运行在内核态，直接使用函数调用来通信。Linux内核继承了Unix的很多优秀特性，但也有了很多显著的差异，比如：

支持动态加载内核模块
支持对称多处理器（SMP）
支持内核抢占，大多数Unix不支持
不区分线程和一般的进程
提供具有设备类的面向对象设备模型，支持热拔插以及用户空间的设备文件系统