Linux Kernel Hack (2)

• 内核如何和IO设备进行通讯？

内核通过设备驱动和IO进行通讯。 设备驱动程序包括在内核中， 包括数据结构以及控制函数。 每个设备驱动和内核的其余部分通过一个特定的Interface单独进行通讯。

• 这样的内核结构有什么好处？
  • 设备相关的代码可以被封装在特定的模块中。
  • 设备提供商可以在不熟悉内核代码的情况下开发新的驱动程序， 他们只需要知道Interface的标准。
  • 内核可以通过一个统一的界面和不同设备进行通讯。
  • 这种结构支持驱动程序的动态加载／去除，并且不需要对系统进行重新启动。

到底什么是UML

UML(Unified Modeling Language) 可以直接 翻译成统一建模语言. 对于UML我觉得可以通过
它的命名来更好的理解:

• U like Unified: 统一是什么意思呢. 我们可以从几方面来理解:
  • UML综合和很多以往面对对象方法中被普遍接受的概念, 并给予它们清晰的定义, 表示法和术语
  • 支持软件开发周期中的无缝性. 在开发不同阶段可以用同一套概念和方法
  • UML可以用于不同领域的建模.
  • 编程语言以及开发平台的无关性
  • 不对开发过程的细节进行描述
• M like Modeling: 建模
  • 模型是对系统结构和含义的一般性说明
  • 模型是对现实世界的抽象, 很多现实系统中的细节在建模中间不被考虑. 比如说设计一个基于ATM交易系统, ATM传输协议在建模时候不会被考虑
  • 系统是模型的外延
• L like Language:语言
  • UML是一种语言, 但是并不是编程语言, 而是一种规范语言(specification language)
  • 规范语言一般用于对系统的分析, 需求的分析等等高层次的描述, 实现系统不在规范语言的应用范畴.

(不断完善中)

Linux Kernel Hack (1)

• Linux内核和Unix内核有什么区别？

1. Linux支持动态加载内核模块。
2. Linux支持SMP机制。传统Unix不支持SMP
3. Linux内核可以是抢占。（Solaris and IRIX 同样支持Preemptive）
4. 不区分Thread和Process。
5. 忽略了Unix中一些不合适的特性。
6. Linux体现了自由精神。

• 内核开发的特点。

1. 内核不能访问C库。libc太大，不适合内核开发。
2. 内核开发必须使用GNU C。应为：
   • 支持inline 函数
   • 支持在C中嵌入汇编代码
   • 分枝申明用于优化（likely() ,unlikely()）
3. 没有内存保护机制。内核监视用户空间的内存非法访问，并强制结束用户进程，内核本身的内存错误会导致Oops ! Kernel panic
4. 不轻易使用浮点数。内核对浮点处理不是很完美，（需要人工保存和恢复浮点处理器，很繁琐）栈的容量小而固定。32Bit机器为8K， 64位机器为16K
5. 内核很容易出现race conditions。
   • 中断为异步的, 不考虑当前正再执行的代码段.
   • Linux内核为Preemptive.
6. 内核注重可移值性. 代码应该和系统结构无关.