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第1章 关于本书的对话
不闻不若闻之，闻之不若见之，见之不若知之，知之不若行之。
第2章 操作系统介绍
值得深究
volatile
保护是操作系统基本原理之一的核心，这就是隔离（isolation）。
系统调用和过程调用之间的关键区别在于，系统调用将控制转移（跳转）到OS中，同时提高硬件特权级别（hardware privilege level）。用户应用程序以所谓的用户模式（user mode）运行，这意味着硬件限制了应用程序的功能。例如，以用户模式运行的应用程序通常不能发起对磁盘的I/O请求，不能访问任何物理内存页或在网络上发送数据包。在发起系统调用时 [通常通过一个称为陷阱（trap）的特殊硬件指令]，硬件将控制转移到预先指定的陷阱处理程序（trap handler）（即预先设置的操作系统），并同时将特权级别提升到内核模式（kernel mode）。在内核模式下，操作系统可以完全访问系统的硬件，因此可以执行诸如发起I/O请求或为程序提供更多内存等功能。当操作系统完成请求的服务时，它通过特殊的陷阱返回（return-from-trap）指令将控制权交还给用户，该指令返回到用户模式，同时将控制权交还给应用程序，回到应用离开的地方。
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参考资料
第4章 抽象：进程
时分共享（time sharing）CPU技术，允许用户如愿运行多个并发进程。潜在的开销就是性能损失，因为如果CPU必须共享，每个进程的运行就会慢一点。
4.1 抽象：进程概念
操作系统为正在运行的程序提供的抽象，就是所谓的进程（process）。正如我们上面所说的，一个进程只是一个正在运行的程序。在任何时刻，我们都可以清点它在执行过程中访问或影响的系统的不同部分，从而概括一个进程。
为了理解构成进程的是什么，我们必须理解它的机器状态（machine state）：程序在运行时可以读取或更新的内容。在任何时刻，机器的哪些部分对执行该程序很重要？
进程的机器状态有一个明显组成部分，就是它的内存。指令存在内存中。正在运行的程序读取和写入的数据也在内存中。因此进程可以访问的内存（称为地址空间，address space）是该进程的一部分。
进程的机器状态的另一部分是寄存器。许多指令明确地读取或更新寄存器，因此显然，它们对于执行该进程很重要。
请注意，有一些非常特殊的寄存器构成了该机器状态的一部分。例如，程序计数器（Program Counter，PC）（有时称为指令指针，Instruction Pointer或IP）告诉我们程序当前正在执行哪个指令；类似地，栈指针（stack pointer）和相关的帧指针（frame pointer）用于管理函数参数栈、局部变量和返回地址。
加载：从程序到进程
C程序使用栈存放局部变量、函数参数和返回地址。
在C程序中，堆用于显式请求的动态分配数据。程序通过调用malloc()来请求这样的空间，并通过调用free()来明确地释放它。数据结构（如链表、散列表、树和其他有趣的数据结构）需要堆。
进程：状态转换
上下文切换（context switch）
第5章 插叙：进程API
即通过一对系统调用：fork()和exec()。进程还可以通过第三个系统调用wait()，来等待其创建的子进程执行完成
父进程获得的返回值是新创建子进程的PID，而子进程获得的返回值是0。这个差别非常重要，因为这样就很容易编写代码处理两种不同的情况
如果父进程碰巧先运行，它会马上调用wait()。该系统调用会在子进程运行结束后才返回[2]。因此，即使父进程先运行，它也会礼貌地等待子进程运行完毕，然后wait()返回，接着父进程才输出自己的信息。
事实证明，这种分离fork()及exec()的做法在构建UNIX shell的时候非常有用，因为这给了shell在fork之后exec之前运行代码的机会，这些代码可以在运行新程序前改变环境，从而让一系列有趣的功能很容易实现。
提示：重要的是做对事（LAMPSON定律）
UNIX管道也是用类似的方式实现的，但用的是pipe()系统调用。在这种情况下，一个进程的输出被链接到了一个内核管道（pipe）上（队列），另一个进程的输入也被连接到了同一个管道上。因此，前一个进程的输出无缝地作为后一个进程的输入，许多命令可以用这种方式串联在一起，共同完成某项任务。比如通过将grep、wc命令用管道连接可以完成从一个文件中查找某个词，并统计其出现次数的功能：grep -o foo file | wc -l。
RTFM
第6章 机制：受限直接执行
为其分配一些内存，将程序代码（从磁盘）加载到内存中，找到入口点（main()函数或类似的），跳转到那里，并开始运行用户的代码
直接运行协议（无限制）
硬件通过提供不同的执行模式来协助操作系统
内核小心地向用户程序暴露某些关键功能，例如访问文件系统、创建和销毁进程、与其他进程通信，以及分配更多内存
要执行系统调用，程序必须执行特殊的陷阱（trap）指令。该指令同时跳入内核并将特权级别提升到内核模式。一旦进入内核，系统就可以执行任何需要的特权操作（如果允许），从而为调用进程执行所需的工作。完成后，操作系统调用一个特殊的从陷阱返回（return-from-trap）指令，如你期望的那样，该指令返回到发起调用的用户程序中，同时将特权级别降低，回到用户模式。
内核栈
它是一个过程调用，但隐藏在过程调用内部的是著名的陷阱指令。
因此，C库中进行系统调用的部分是用汇编手工编码的，因为它们需要仔细遵循约定，以便正确处理参数和返回值，以及执行硬件特定的陷阱指令。现在你知道为什么你自己不必写汇编代码来陷入操作系统了，因为有人已经为你写了这些汇编。
内核通过在启动时设置陷阱表（trap table）来实现。
最后再插一句：能够执行指令来告诉硬件陷阱表的位置是一个非常强大的功能。
受限直接运行协议
这通常会返回到一些存根代码，它将正确退出该程序（例如，通过调用exit()系统调用，这将陷入OS中）。此时，OS清理干净，任务完成了。
关键问题：如何重获CPU的控制权
像这样的系统通常包括一个显式的yield系统调用，它什么都不干，只是将控制权交给操作系统，以便系统可以运行其他进程。
因此，在协作调度系统中，OS通过等待系统调用，或某种非法操作发生，从而重新获得CPU的控制权。
会发生什么情况？那时操作系统能做什么？
关键问题：如何在没有协作的情况下获得控制权
时钟设备可以编程为每隔几毫秒产生一次中断
因此可以做它想做的事：停止当前进程，并启动另一个进程。
需要回看：关闭的场景
时钟也可以关闭（也是特权操作）
是继续运行当前正在运行的进程，还是切换到另一个进程。这个决定是由调度程序（scheduler）做出的，它是操作系统的一部分
通过改变栈指针来使用B的内核栈（而不是A的）
受限直接执行协议（时钟中断）
xv6
卡片
上下文切换
当然，操作系统这样做必须小心。禁用中断时间过长可能导致丢失中断，这（在技术上）是不好的。
受限直接执行
协作式抢占时，无限循环（以及类似行为）的唯一解决方案是重启（reboot）机器
第7章 进程调度：介绍
操作系统调度程序采用的上层策略（policy