Unix内核与开源讲解

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我们知道Unix内核没法捕获自己,而且,要使用浮点指令,不但要保存浮点寄存器,作为一个抢占式多任务、支持对称多处理(SMP)的系统,同步和并发是任何一个Unix内核hacker都需要时时刻刻小心的问题。

在Unix内核中使用浮点数非常困难,如果你想给自己找麻烦的话,可以试试。用户空间代码要使用浮点数指令时,一般来说会产生一个中断,内核捕获该中断并作相应的处理。

然而,Unix内核没法捕获自己。而且,要使用浮点指令,不但要保存浮点寄存器,还要做很多繁琐的事情——光看看Unix内核如何为用户空间代码使用浮点数就知道了,可以参考进程调度里的上下文切换。

用户空间的程序可以在栈上申请大量的空间——定义足够多的局部变量,因为用户空间的栈非常大,而且可以动态增长。不过有些不够智能的系统做不到动态增长。然而,Unix内核的栈非常小,而且无法动态增长。

作为一个抢占式多任务、支持对称多处理(SMP)的系统,同步和并发是任何一个Unix内核hacker都需要时时刻刻小心的问题。调度器“兴之所至”,调度进程,这就需要同步;加上来自CPU外的各种中断导致Unix内核需要对某些代码或数据加以保护。

而抢占的意思就是,无论谁占用了CPU,都有可能被其他进程抢掉,内核也不例外。Linux对于竞态条件提供了spinlock(自旋锁)和semaphore(信号量)。

最后就是移植性问题。这个问题从来都不见简单,而且linux的目标是多种平台都能运行,因此移植性显得更为重要。字节序问题就是一个典型的移植性问题。然而,应用程序可能仅仅为一个平台开发。

看了这些,是不是觉得,其实Unix内核开发也不难呢?

有雄心的hacker们,不要被OS kernel这个名词吓倒。看看Linux Kernel Development,准备好Linux内核源码,沏上一杯茶,然后你就可以开发内核了!

参考:
Linux Kernel Development, 2nd edition, by Robert Love
Copyleft (C) 2007 raof01. 本文可以用于除商业用途外的所有用途。若要用于商业用途,请与作者联系。

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责任编辑:小霞
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