linux内核 - 内核是一个分层的系统

        Linux 内核并不呈现一个统一的系统视图。它提供了多个受控的视图——每个视图绑定到特定任务，由上下文塑造，并受策略约束。这些视图不是动态组装的，而是通过分层构建：虚拟层、映射层、隔离层和受控层。

        这种结构的存在是为了在并发、可抢占以及硬件故障下保持行为可预测。每一层都有明确的作用范围，没有任何一层独立运作。内核避免使用全局状态，而依赖映射、间接和抽象——保证访问是有意的，执行是受控的。

        执行从硬件边界开始。架构相关代码处理陷阱、故障和中断，定义 CPU 在系统调用或页故障时如何进入内核。从一开始，内核就将执行绑定到当前任务和调度上下文。

        任务不是自主的。它们被排队、分配到 CPU，并在需要时被抢占。调度器执行策略和公平性。定时器、RCU 和延迟工作约束了并发性和时序。

        抽象定义了内核如何暴露功能。系统调用操作内核对象，而这些对象实现了标准接口。VFS 抽象了文件系统，块层抽象了设备，网络栈抽象了协议。接口如 file_operations 和 netdev_ops 定义行为，而不暴露实现细节。

        调度遵循接口表。文件、套接字和设备不暴露内部实现。read() 或 ioctl() 等操作通过函数指针路由。行为动态选择，支持替换和模块复用。

        访问通过映射解析。文件描述符变为 file 结构体，虚拟地址变为物理页，路径变为 dentry 和 inode。这些转换是任务范围内的，并且经过验证，没有任何直接访问。

        间接性强制分离。内核通过引用（函数表、每任务指针、页表）路由行为和访问，而非直接访问。即使是用户空间内存也被视为请求，通过 copy_from_user() 等辅助函数解析。间接性保证所有访问都是受控且上下文感知的。

        每个任务携带自己的上下文：内存映射、文件表、凭证、命名空间。这些结构定义了它能看到和能做的事情。Cgroup 限制资源使用，LSM 强制策略。默认情况下，没有输入被信任。每次转换都经过验证。

        即便是面向用户的构造——系统调用、文件描述符、挂载点——也受更深层次的分层影响。用户空间只能与内核允许它看到的部分交互。

        Linux 内核不仅仅是各个子系统的集合，它是一个执行与控制的分层系统——旨在在并发下保持一致性，通过抽象保证安全，并在负载下维持可控性。这些层不是可选的，它们定义了内核的行为，并解释了内核为何能在压力下保持可靠。

        

参考：

https://www.linkedin.com/posts/moon-hee-lee_the-kernel-as-a-system-of-layers-virtual-activity-7324553177477873664-j8-1/