现代体系结构上的UNIX系统

[wangduanduan]

UNIX 内核模型

UNIX系统在逻辑上分为两层，内核(kernel)和用户程序(user program)。内核向用户程序提供系统调用接口。

内核在内核级上运行，用户程序程序在用户级上运行。内核不仅仅可以控制硬件，还可以控制用户程序。

程序 进程

• 程序可以立即为执行某项任务的指令和数据
• 进程可以理解为执行状态的程序

• 实际进程的执行，需要构建与内核之上。但是进程自己的感觉就好像直接运行在硬件之上
• 进程之间是透明的，也就是进程实际上感觉不到别的进程的存在，除非使用IPC同通信。进程的这个透明特性，可以让进程之间的运行不会相互打扰。假如你的邻居能够夜闯你的卧室，这是非常可怕的事情。

虚拟地址空间

内核为每个进程提供虚拟的地址空间，虚拟地址并不是真实物理地址。并且其他进程不能直接访问该进程的虚拟地址空间。

但是在进程内的线程，都可以访问进程内的虚拟地址。

地址空间映射

地址空间映射由内存管理单元（Memorg Managerment Unit, MMU）负责管理

• 不是所有虚拟页面都有实际的物理地址映射
• 不是所有物理地址都需要虚拟页面映射

上下文切换

每个进程在占用CPU一段时间后，CPU会切换其他进程来执行。进程切换需要三步

1. 保存当前进程的状态，以便将来恢复
2. 选择一个新的进程
3. 将新的进程的状态载入到硬件中