Linux內核設計與實現 之一 Linux內核簡介
1991年 Linus Torvalds 開發全新的操作系統Linux
Linux克隆了Unix，但Linux不是Uninx
Linux不是一個商業化的產品
Linux用途廣泛
用戶界面是操作系統的外在表象，內核纔是操作系統內在的核心
通常一個內核由負責響應中斷的中斷服務程序，進程調度程序，內存管理程序，進程間通信等組成
內核一般處於系統態，擁有受保護的內存空間和訪問硬件設備的所有權限
內核還要管理系統的硬件設備
處理器在任何指定的時間點上的活動範圍概括爲下列三者之一：
1、運行於內核空間，處於進程上下文，代表某個特定的進程執行；
2、運行與內核空間，處於中斷上下文，與任何進程無關，處理某個特定的中斷；
3、運行與用戶空間，執行用戶進程。
操作系統內核可以分爲兩大設計陣營：單內核和微內核
在1980年以前，所有的內核都設計成單內核，所謂單內核，就是把它從整體上作爲一個單獨的大過程來實現，並同時運行在一個單獨的地址空間，通常以單個靜態的二進制文件的形式存放於磁盤，所有的內核服務都在這樣一個大內核空間運行，內核之間通信是微不足道的，內核可以直接調用函數，這與用戶空間沒有區別，這種模式的支持者認爲，單模塊具有簡單和高性能的特點，大多數的Unix都設計爲單模塊。
微內核並不作爲一個單獨的大過程來實現，微內核的功能被劃分爲獨立的過程，每個過程叫做一個服務器，理想情況下，只有強烈請求特權服務的服務器才運行在特權模式下，其他服務器都運行在用戶空間，不過，所有服務器都保持獨立並運行在各自的地址空間內，因此就不能像單內核那樣直接調用函數，而是通過消息傳遞處理微內核通信：系統採用了進程間通信(IPC)機制，因此各種服務器之間通過IPC機制互通消息，互換“服務”。服務器的各自獨立有效地避免了一個服務器的失效禍及另一個。
因爲IPC機制比函數調用開銷大，又因爲會涉及到用戶空間到內核空間的上下文切換，因此消息傳遞需要一定的週期，因此，實際的微內核系統讓大部分或全部服務器位於內核，這樣就可以直接調用函數，消除頻繁的上下文切換，windowsNT和Mach是微內核的典型實例，在最近的版本中，這兩個系統都不讓任何微內核服務器位於用戶空間中，這違背了微內核設計的初衷。
Linux是一個單內核，也就是說Linux內核運行在單獨的內核地址空間中，不過，Linux吸取了微內核的精華：其引以爲豪的是模塊化設計、搶佔式內核、支持內核線程以及動態加載內核模塊的能力，不僅如此，Linux還避其微內核設計上性能損失的缺陷， 讓所有事情都運行在內核態，直接調用函數，無需消息傳遞。至今，Linux是模塊化的、多線程的以及內核本身可調度的操作系統。
當然Linux也借鑑了Unix的優點，以下是Linux內核與Unix各種變體的內核特點所做的分析比較：
1、Linux支持動態加載內核模塊。儘管Linux內核也是單內核，可是允許在需要的時候動態的卸載和加載部分內核代碼；
2、Linux支持對稱多處理(SMP)機制。儘管許多Unix變種也支持SMP，但傳統的Unix並不支持這種機制；
3、Linux內核支持搶佔。與傳統Unix不同，Linux內核具有允許在內核運行的任務優先執行的能力，在其他各種Unix產品中，只有Solaris和IRIX支持搶佔，但是大多數傳統的Unix不支持。
4、Linux對線程的支持比較有意思，內核並不區分線程和其他一般進程，對於內核來說，所有的進程都一樣——只不過其中的一些共享資源而已；
5、Linux提供了具有設備類的面向對象的設備模型、熱插拔事件，以及用戶空間的設備文件系統（sysfs）
6、Linux忽略了一些被認爲是設計的很拙劣的Unix特性，如STREAMS
7、Linux體現了自由這個詞的精髓
不管Linux和Unix有多大不同，它身上都深深的打上了Unix烙印。
