《Linux内核设计与实现》笔记1 - 介绍
原书：Linux Kernel Development 3rd. Edition，书名也可以翻译为《Linux内核开发》，书中描述的是2.6.34版内核。
用户空间和内核空间⌗
现代操作系统提供保护机制，内核独立于普通应用程序，运行于系统态（内核态），拥有受保护的内存空间和访问硬件设备的所有权限，这种系统态和被保护的内存空间统称为内核空间。
普通应用程序在用户空间运行于用户空间，有许多限制，例如不能直接访问硬件、不能访问内核分配给其他应用程序的内存范围。
进程上下文和中断上下文⌗
应用程序通过系统调用陷入内核，内核代其执行，这时内核被称为运行于进程上下文中。
硬件设备和系统通信时，硬件发出中断信号打断处理器执行，继而打断内核执行。Linux内核调用中断服务程序（ISR）处理中断，中断服务程序不在进程上下文中执行，而是在一个与进程无关的，专门的中断上下文中执行，为了保证第一时间响应中断，并且快速退出。
每个处理器在任何指定时间上的活动处于以下三种情况之一：
- 运行于用户空间，执行用户进程。
- 运行于内核空间，处于进程上下文，代表某个特定的进程执行。
- 运行于内核空间，处于中断上下文，与任何进程无关，处理某个特定的中断。（最新的Intel Xeon处理器架构Sapphire Rapids将支持用户态中断，具体可以看知乎上的这篇文章）
单体内核(monolithic kernel)和微内核(micro kernel)⌗
操作系统内核有两大阵营：单体内核和微内核
单体内核将内核从整体上作为一个单独的大过程来实现，运行在一个单独的地址空间上，内核各个组件之间通过函数调用。
微内核的功能划分为多个独立的过程，每个过程叫做一个服务器，运行在独立的地址空间上。只有少数的服务器运行在特权模式下，其他服务器都运行在用户空间。各服务器之间采用进程间通信（IPC）机制通信。IPC机制涉及内核空间和用户空间的上下文切换，造成性能开销。为了降低开销，Windows NT和Mac OS X等微内核操作系统不让微内核服务器运行在用户空间，违背了微内核设计的初衷。
Linux是实用主义的单体内核，避免了微内核的性能损失，所有内核功能通过函数调用，无需使用IPC，又汲取了微内核的精华（模块化设计、动态加载内核模块、抢占式内核、内核线程）。