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# 2.1 UNIX 设施与内核

UNIX 内核提供四项基本设施：进程、文件系统、通信和系统启动。本节概述这四项基本服务分别在哪里描述。

1. 进程构成地址空间中的一条控制线程。创建、终止进程及以其他方式控制进程的机制在第 4 章描述。系统为每个进程多路复用各自独立的虚拟地址空间；这一存储管理在第 5 章讨论。
2. 文件系统与设备的用户接口相似；共同之处在第 6 章讨论。文件系统是一组有名字的文件、按树形层次组织的目录，外加操纵它们的一组操作，见第 7 章的阐述。文件驻留在磁盘等物理介质上，访问它们需要设备驱动，见第 8 章的论述。终端用来访问系统；终端的设备驱动是第 9 章的主题。
3. 传统 UNIX 系统提供的通信机制包括设备 I/O（第 8、9 章）、相关进程之间的单工可靠字节流（见 10.1 节的管道），以及异常事件的通知（见 4.7 节的信号）。4.3BSD 还有一套通用的进程间通信设施，在第 10 章描述。这套设施使用的访问机制不同于文件系统的访问机制，但连接一旦建立，就可以像访问管道一样访问它。此外还有一个通用的联网框架（第 11 章），通常作为进程间通信设施之下的一个层次使用。第 12 章详细描述一种具体的网络实现。
4. 任何真实的操作系统都有运行管理方面的问题，比如如何启动，见第 13 章。

2.4 节到 2.13 节给出与第 4 章到第 13 章对应的引论材料。我们将定义术语、提及基本的系统调用、考察历史发展，最后给出许多重大设计决策的理由。

**内核**

内核（kernel）是系统中提供基本系统设施的那一部分：它创建并管理进程，提供访问文件系统和通信设施的功能。这些功能称为系统调用（system call），在用户进程看来就像其他库子例程一样。系统调用是进程访问这些设施的唯一接口。系统调用机制的细节，以及一些并非由进程执行系统调用直接引发的内核机制，都在第 3 章描述。

用户通常通过一个命令语言解释器与系统交互，它称为 shell，或许还要加上其他用户应用程序。这类程序和 shell 都实现为一组进程。这类程序的细节超出本书范围，本书几乎只集中于内核。

传统操作系统术语中的“内核”指一小块软件核心，只提供实现其他操作系统服务所必需的最少设施。在 Accent \[Fitzgerald & Rashid, 1986]、Tunis \[Ewens et al., 1985] 和 V 内核 \[Cheriton, 1988] 这类当代研究操作系统中，这种功能划分不只是逻辑上的：文件系统和网络协议等服务实现为核心或内核的客户应用程序进程。

4.3BSD 内核没有划分成多个进程。这是 UNIX 最早版本的一项基本设计决策。Ken Thompson 的头两个实现完全没有内存映射，因而在用户空间与内核空间之间也没有硬件强制的区分 \[Ritchie, 1988]。当时实现一个消息传递系统本可以与实际采用的“内核 + 用户进程”模型一样容易。选择后者是为了简单，何况早期内核很小。正是越来越多的设施（如联网）进入内核，才使把这些设施分离到用户进程成为一个诱人的前景——例如 Mach \[Accetta et al., 1986] 就在朝这个方向努力。

以下各节描述 4.3BSD 内核提供的服务，并给出这些服务设计的概貌。后续各章将描述这些服务在 4.3BSD 中的详细设计与实现。


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