操作系統(tǒng)教程注釋一章

《孫鐘.《孫鐘.操作系程教程》注(稿(第一章操作系統(tǒng)概論校注:陳懷臨[注釋?zhuān)╗注釋?zhuān)?）］在經(jīng)典OS設(shè)計(jì)中，例如Uix“Everytingisafil”一個(gè)外設(shè)，最后都通過(guò)文件系統(tǒng)來(lái)表達(dá)。一個(gè)通過(guò)open得到的文件句柄可以唯一的定位一個(gè)設(shè)備，并可以通過(guò)文件的read／ite來(lái)操作。[注釋?zhuān)╗注釋?zhuān)?）］初學(xué)操作系統(tǒng)的大學(xué)生通常會(huì)對(duì)文件句柄（FileHanler）解。就是open（）的時(shí)候，操作系統(tǒng)為你構(gòu)建一個(gè)表項(xiàng)的數(shù)組的下標(biāo)。這樣也就理解了一個(gè)進(jìn)程可以打開(kāi)的文件數(shù)目是有上限的。為什么？數(shù)組的大小是固定的，除非改參數(shù)。[注釋?zhuān)╗注釋?zhuān)?）］OS最重要的概念就是進(jìn)程（Prcess）?？梢岳斫鉃槭遣僮飨到y(tǒng)“管理”的最小單位。虛存（VM），文件（File）都屬于（Blongto）這個(gè)進(jìn)程的domin的。進(jìn)程就是一個(gè)在運(yùn)行中的程序，通常是一個(gè)ELF的加載。[注釋?zhuān)?0[注釋?zhuān)?0）］白從幼兒園開(kāi)始的情史，是大家彼此過(guò)不去。要學(xué)會(huì)“透明”。概念到文件系統(tǒng)，就剎住。否則，為了理解文件系統(tǒng)，非要把 13通讀，是沒(méi)有必要的。文件就是文件[注釋?zhuān)?1）］文件系統(tǒng)最重要的是控制塊（CorlBlck）。要知道數(shù)據(jù)（例如，512B）在硬盤(pán)哪個(gè)地方。而且要靠指針串起來(lái)。例如，早期DOS的FAT表都是這個(gè)目的。在現(xiàn)在分布式文件系統(tǒng)中，稱(chēng)為metadta。目的都一樣：在哪里。metadta或者cotrllk定位了。[注[注釋?zhuān)?2）］基礎(chǔ)教材通常會(huì)有意識(shí)的凸顯概念。其實(shí)任何概念本身就是抽象和總結(jié)出來(lái)的。什么是虛擬處理器”。說(shuō)白了，就是每個(gè)進(jìn)程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里的CPU相關(guān)寄存器的值。那就是[注釋?zhuān)╗注釋?zhuān)?3）］初學(xué)OS的同學(xué)不要去過(guò)分理解虛擬處理器這個(gè)概念。還是應(yīng)該從經(jīng)典分時(shí)系統(tǒng)出發(fā)?，F(xiàn)代OS候要保存一些狀態(tài)。等下次輪到時(shí)，從上次斷的地方重新來(lái)。[注釋?zhuān)╗注釋?zhuān)?4）］輸入輸出I/O）的訪問(wèn)必須串行化（Silization），否則就亂了套。wy驅(qū)動(dòng)就知道，控制設(shè)備的那些cotrlreistr（控制寄存器）還沒(méi)有完成一個(gè)操作，如果被覆蓋，設(shè)備就死機(jī)或者reset了。并發(fā)是CS許多算法的目標(biāo)，但底線是：和串行語(yǔ)義要一[注釋?zhuān)╗注釋?zhuān)?5）］操作系統(tǒng)另外一個(gè)重要任務(wù)是參與和指導(dǎo)CPU設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代silicondesignco－design。否則，硬件工程師都不知道在干嘛。不能畫(huà)電路圖玩吧。真正懂一個(gè)silicon的必須包括OSarcitect。這也是為什么OS是計(jì)算機(jī)科學(xué)r／and工程的美麗之花。[注釋?zhuān)╗注釋?zhuān)?6）］在單CPU的年代，除了中斷（時(shí)鐘，外設(shè)），一個(gè)計(jì)算環(huán)境不存在并發(fā)。OS調(diào)度也是在幾個(gè)固定的點(diǎn)，例如，timersyscll，witforI／O等。[注釋?zhuān)╗注釋?zhuān)?7）］MltiTsking的本質(zhì)就是大家共享資源例如，CPU動(dòng)退讓?zhuān)╕ield）。[注釋?zhuān)?8）］多道（MultiTasking）和多重（MultiProcessing）處理的區(qū)別是：multitasking就是一個(gè)CPU，例如。multitasking是多個(gè)CPU?，F(xiàn)在的多核，多（硬件）線程都屬于這個(gè)范疇。MultiTasking／SingleCPU本質(zhì)上還是串行化的（Serialized）。[注釋?zhuān)╗注釋?zhuān)?9）#在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的時(shí)候，一個(gè)重要的概念是傳統(tǒng)操作系統(tǒng)內(nèi)核是獨(dú)占，不可的，Kernelisnotpreemptive。這個(gè)概念的理解把握對(duì)閱讀源碼，理解Unix／Linux的演化是至關(guān)[注釋[注釋?zhuān)?0）#用戶態(tài)／核心態(tài)的本質(zhì)是：保護(hù)。保護(hù)什么？Kernel的全局變量。為什么？Kernel是共享的。每個(gè)進(jìn)程，例如，32位系統(tǒng)Linux，是4G空間。3G用戶＋1G＝進(jìn)程。因[注釋?zhuān)?1）#理解kernel空間是PARTOF之一。例如，經(jīng)典OS有一個(gè)重要的sttement：kernl是沒(méi)有coext的。什么意思？krnl不存在生命。是屬于一個(gè)進(jìn)程的，而且是共享的。[注釋?zhuān)╗注釋?zhuān)?2）#系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)里略微難理解的一個(gè)概念。其實(shí)就是通過(guò)一個(gè)特殊指令，使得CPU挑戰(zhàn)到異常處理，然后通過(guò)查表（事先填好），最后調(diào)用相應(yīng)的krnl庫(kù)函數(shù)。（典os里），kernl就是全局變量＋函數(shù)。寫(xiě)系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，要注意的是對(duì)參數(shù)傳遞的約定要比較清楚。[注[注釋?zhuān)?3）操作系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了單一內(nèi)核（MonolithicKernel）和微內(nèi)核（MicroKernel）的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論。最經(jīng)典的是Linus和操作系統(tǒng)泰斗AndresT1992年的辯論(/S4dT62–Torvalds_debate)。現(xiàn)在基本上是convergence，融合了。特別是在虛擬化技術(shù)的今天。[注[注釋?zhuān)?4）#進(jìn)程是最小管理單位；（SystemScope）線程是最小調(diào)度單位。同一個(gè)進(jìn)程的線程序共享內(nèi)存，例如全局變量。通常說(shuō)的線程在kernel里對(duì)應(yīng)一個(gè)調(diào)度object，通常稱(chēng)呼這樣的thread叫做SystemScope。如果是AppliacationScope，叫做用戶線程，在kernel里不存在entry。[注[注釋?zhuān)?5）在理解操作系統(tǒng)的時(shí)候，內(nèi)核（Kernel）是屬于一個(gè)進(jìn)程（Process）空間的一部分是一個(gè)重要的概念。你編的代碼