宏内核, 微内核, 多内核
宏内核架构
linux
整个单分两层：内核与应用。
CPU负责提供权限模式，高权限就是内核模式。
所有内核功能实现在一起：文件系统, 内存管理, 设备驱动, 进程调度等。拥有最高权限
结构性缺陷：
- 安全性可靠性
- 模块间没有很强的隔离，单点错误
- 如频繁更新的驱动，他的bug就可能影响到其他模块
- 实时性支持不足
- 系统太复杂，无法做出最坏分析
- 过于庞大阻碍创新
- 2800行代码
微内核架构
内核变小，功能放到用户态 作为应用运行(称为Server)。使用IPC机制协作
内核还剩什么?
- Mach为例，参考人家是怎么抽象的
- 任务和线程管理：对CPU抽象
- 调度接口，用户自定义调度策略
- 进程间通信IPC
- 内存对象管理：内存资源抽象
- 系统调用重定向： 用户态拦截和处理系统调用
- 实现二进制翻译，跟踪，调试等
- 设备支持(利用IPC实现)
- 用户态多进程
- 类似用户态线程库，可以多个映射到一个内核线程
- 分布式支持
- 任务和资源映射到集群不同节点
QNX
- Quick Unix
Google Fuchsia
- Zircon微内核
MINIX
性能差了点，隔离性强
- IPC性能差
生态和兼容性问题
混合内核架构
混合，tradeoff
需要性能的地方又放回内核，就不那么隔离了。(举个例子：既然说linux内核中大部分的bug都是来自驱动更新，那么驱动放在用户态咯。当然驱动也有需要性能的地方)
多内核Multikernel
传统OS是一个整体，依赖一个统一的全局内存。但是， 随着CPU核心数的增多，硬件提供缓存一致性成本增加 。
再考虑其他抽象的核 : GPU加速器，AI加速器，智能网卡等自己本身就有一个”CPU”
Multikernel的设计
- 每个core运行一个小内核
- OS整体是一个分布式系统
- 多个内核之上封装
e.g. Barrelfish操作系统
不断创新
架构还能不断创建，以下简易可以少走弯路：
- 尽可能实现一些标准：如POSIX
- 避免棘手的API：如fork
- 避免不可扩展的POSIX API
- 等
设备间异构性和设备间通信异构性