# xbook3

**Repository Path**: hzc1998/xbook3

## Basic Information

- **Project Name**: xbook3
- **Description**: 研究微内核IPC
- **Primary Language**: C
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 8
- **Forks**: 1
- **Created**: 2020-09-12
- **Last Updated**: 2021-11-03

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# xbook3

#### 介绍
研究微内核IPC

### 微内核要点
* 尽量用寄存器传递消息。
* 减少进程切换带来的消耗。
* 减少消息复制带来的消耗。
* 降低进程/线程间的强隔离，减少进程切换。
* 尝试聚合消息，将多个消息合并成一个发送。
* 临时地址映射，消息接收者映射内核一块区域，发送者复制数据到该区域，接收者直接读取。可以减少复制到接收者空间的一个步骤。
* 直接进程切换。发送者发送消息后，立即唤醒接收者，减少中间不必要的其它进程的调度时间间隔。接收方继承发送方的剩余时间片以及优先级。
* 懒惰调度，减少调度时进程阻塞和就绪状态的切换导致队列操作的消耗。对于IPC频繁的微内核有优化作用。
* 引用时限机制来确保通信双方不会永远等待对方，或者使用标识机制，看对方是否在等待自己，来避免阻止服务攻击（Denial of service，DOS）。
* 写时拷贝（用户态）和引用拷贝（内核态）
* 引入线程，减少不同进程之间的切换，进程的线程和进程自己公用同一个时间片数量，使得对其它进程来说会公平一些。
* 分发线程和处理线程的概念，前者用于接收服务，后者用于处理服务需求。
* 内核中拥有地址空间，映射机制，线程。
* 端口概念，端口具有的权限的安全性，特权，可以在起到一定的保护作用。
* 微内核三核心：1. 地址空间的相关机制，用来进行内存的保护。2. 管理CPU分配的一些执行相关的抽象，线程。3. 进程间通信，各个进程之间的服务通信。
* 原则：一项特性当且仅当需要它在特权模式下实现时才应该在微内核中。
* 机制与策略分离
* 用户可以选择自己的调度器，调度方式。
* 进程间通信和映射机制。前者用于通信与同步，后者用于递归地复制地址空间。
* 把中断抽象成一个消息，发送给特殊的用户线程或者驱动线程来处理数据。
* 调度器线程，用一个内核线程来负责调度，从当前任务切换到调度器线程，再从调度器线程切换到下一个任务。
* 少量的系统调用。
* 进程间通信原语：send，recv（all），call: send，wait，reply-wait any, reply-wait for other。
* 消息类型：1. 寄存器类型 2. 字符串类型 3. 页面类型。
* 时限机制：发送，接收，传输时限。
* 同步IPC和异步IPC的优劣以及抉择。
* 任务切换时机：产生IPC时直接切换到接收者、基于时钟中断的任务切换。
* 实时性的高要求，允许任务随时被中断。
* 直接线程切换和普通的调度对任务的寄存器影响不一样。
* IPC实现：短IPC，用寄存器传递消息。长IPC，字符串拷贝或则进行页面映射。
* 临时地址映射：保留一个内核通讯窗口，任务复制数据到这个窗口里面，这个窗口和另一个任务进行内存映射，那么，另一个任务，就能够直接读取里面的数据，从而减少一次内存复制。为了避免通讯窗口被多个任务使用，可以在一次交互中将其设置为失效，其它任务使用的时候，则需要重新映射一份新的内存。
* 相同地址空间与不同地址空间内的IPC通信。优化可以从这2个方面进行考虑。
* 使用小地址空间，来减少任务切换导致的TLB刷新带来的消耗。
* 注意死锁的检查

### 目录结构
* boot：存放引导程序代码 
* kernel：存放内核代码
* servers：存放服务器的代码
* library：存放库代码，标准库以及第三方库
* framework：存放框架相关代码
* documents：存放文档
* app：应用程序代码，lua，js，c，cpp
* develop：存放开发时所需内容
* tests：测试代码