人們常常說作業系統這個名詞啊，windows\linux\macos可以說是世間三大巨頭了。小眾的我們就不說了。
簡而言之，作業系統就做兩件事情。
對於整個計算機系統的軟硬體資源進行管理
給使用者提供服務
我們這些核心開發人員每次都在強調有什麼最優解決方案。側面說明了作業系統的目標就2個，乙個是提高資源的利用率，另乙個可不就是為了方便使用者使用嘛~~
歡迎各位大牛來指正！！
其實linux的結構也非常簡單，一般呢，我們將其分為使用者空間與核心空間。大體上就如圖所示嘍。
當乙個應用發起請求，其實是在給系統呼叫請求，然後作業系統根據系統呼叫請求，提供相應的服務。
在這裡一定要有個概念，即計算機上作業系統中的核心設計理念--機制與策略分離。
機制即提供什麼功能，策略則是如何使用這些功能。這裡也就明白了這邊的機制與策略的隔離，用什麼，不就是我們這邊的系統呼叫嘛，那麼多應用可都是呼叫同乙個系統呼叫介面的。
linux就是乙個單核心(又稱單核心)結構，所謂單核心就是作業系統的各個子系統（後續準備寫一系列linux子系統的文章，督催自己學習的同時，分享給大家）可以直接互相呼叫，而微核心的概念就核心的程序間的通訊中斷排程等放在微核心中，而其他像檔案系統，記憶體管理等是以伺服器的方式放在外面。
單核心效能高，直接可以呼叫介面，但是它的維護性差。
微核心呢由於它需要和伺服器進行通訊，那麼效能差不可避免，但是維護性好啊，最具代表性的就是谷歌的fuchsia作業系統。
linux可維護性差? 這時有人問了，差在**？那麼告訴你如果你想加乙個驅動，需要每次都編譯linux核心，而且它現在越來越大了，編譯會變得很慢，而且冗雜在一起的**，你不覺得可維護性比較差嗎？
為解決這個問題，提出了可載入的linux核心模組（lkm）。哎，好熟悉啊。這個呢，其實就是moduel載入。這裡我們不詳細敘述，後面的文章介紹驅動載入方面的知識的時候，再做分析。
執行在作業系統上的應用程式、服務及其他程式都被稱為程序。由於linux是多工的系統，看上去是多工併發的，其實真正正在執行的程式數量最多不過是cpu數目，原因是你所看到的各種程序是cpu不斷在不同的程序間進行切換，所以感覺不出來罷了。
一般核心啟動第乙個進行init程序為第乙個程序，作為1號父程序，其他的每個程序依賴於它。
我們可以用pstree命令看到程序樹
在linux中建立程序有兩個函式：fork與exec。# pstree -pinit(1)---sh(243)---pstree(346)
除了重量級程序還有輕量級的子程序--執行緒，簡而言之，程序可以看做是正在執行的程式，而執行緒則是與程序並行執行的程式函式與例程。在linux裡面是使用clone方法建立執行緒，有關程序這塊的具體排程，還是要出一版專題去討論它。
我們再從程序角度看待整個位址空間的話，對於任何程序來講，它只有乙個位址空間，無法感知到別的程序，這就是我們常說的虛擬位址空間，為什麼說他是虛擬呢，很簡單，因為linux將其分為核心空間與使用者空間。
但在由於64位的系統為了優化cpu的工作量，可能使用的位址空間位數小於64位，所以上圖中的簡單劃分不一定是完全正確。
那麼如何能讓虛擬位址與實際實體地址聯絡在一起呢，這需要將實體地址空間對映到虛擬位址空間去。linux在這方面就是用頁來表示的。而用來將虛擬位址空間對映到實體地址空間的資料結構稱為頁表。大家都知道記憶體是很大的，為每頁都分配頁表，這種情況很糟糕，因而產生了多級分頁。linux一般採用4級分頁，pgd全域性頁目錄；pmd中間頁目錄；pte頁表陣列，然後再offset才能找到位址。
可以看到為了找到相應的位址，需要跨這麼多陣列列表，這影響效率啊，為了試**決這個問題，cpu一般專門會有mmu與tlb。mmu優化記憶體訪問操作，tlb是直接將訪問最頻繁的位址儲存起來，然後直接訪問即可。
在核心中，我們知道分配記憶體的時候，你必須先標記這個頁幀（實體地址記憶體頁）已分配或是空閒狀態。為了更加快速檢測記憶體的連續區域，核心採用了乙個方案，叫夥伴系統，其實非常簡單理解，就是記憶體中的連續的記憶體庫，可以單獨分配，當空閒的時候呢，兩個連續的記憶體變成更大的記憶體塊，作為下一次記憶體塊的夥伴。
而核心還有可能要用到更小塊的記憶體的時候，此時會用到在夥伴系統之上的乙個記憶體管理層，我們稱其為slab快取，一般它可以用兩種方法分配記憶體。乙個是對於頻繁使用的物件，核心會只定義物件例項快取，slab自動與夥伴系統互動，並完成快取用完後自動申請頁幀。而另外一種就是我們常常在核心中使用的kmalloc和kfree。
在linux的應用程式設計中，更多的開發者們一般呼叫posix標準定義的系統呼叫。一般我們將其分為
* 程序管理
* 訊號
* 檔案
* 目錄和檔案系統
* 保護機制
* 定時器函式
在系統呼叫這塊，其實可以從乙個小的ioctl的深入到核心的各個內部模組。還有bsd的套接字的抽象使用。檔案系統的各類呼叫。這些在我的博文中應該不會講的過於的多，後續會對網路的套接字做乙份有關系統呼叫到最底下實現的文章。
說實話，linux核心是乙個非常有意思的東西，我們常聽說c# c++等都是物件導向程式設計，而linux核心有嗎？其實有的，如果你細心關注過kobject.h，就是將核心抽象化的。還有一些類似於型別定義，陣列對齊，位元組對齊等等，絕對是值得深思的一些**。
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