世界观设定
三界体系
整个内核修仙世界分为三界:
硬件界(最底层)
物理硬件所在的原始混沌世界。CPU 是灵脉,RAM 是灵石矿,磁盘是上古法器库。
这个世界对内核修士来说几乎不可知——他们只能通过设备驱动(合道期修士)与硬件界沟通。硬件界没有规则,只有物理定律。
内核界(中间层)
Ring 0 内核态。修仙世界的正界。
所有进程都在这里生活、修炼、竞争。这个世界有严格的天道法则(系统调用接口),有疆域(地址空间),有阶层(权限系统)。
用户界(最上层)
Ring 3 用户态。凡人界。
应用程序是凡人,他们看不到硬件的真实面目,只能通过内核提供的抽象来使用系统资源。他们通过"祈祷"(系统调用)来请求内核修士的帮助。
天道法则
系统调用 — 天条
系统调用是唯一合法的跨界通道。从用户态进入内核态,必须通过系统调用。任何试图绕过这条通道的行为(如直接访问硬件)都会被视为"越权",遭到 SIGSEGV(段错误)的惩罚——也就是走火入魔。
中断 — 天旨
中断是来自硬件或软件的紧急信号,它会在任何时刻打断修士的修炼。中断分为:
- 硬件中断 — 来自硬件界,如键盘按键、网卡收包、定时器
- 软件中断 — 来自内核自身,如系统调用、异常
信号 — 飞剑传书
信号是进程间的消息传递机制。常见的信号包括:
- — 不可阻挡的死刑
- — 冰封术,强制暂停
- — 走火入魔,内存访问越界
- — 体面的终结请求
- — 子进程结束通知
权限 — 皇权
- (UID 0) — 天帝,拥有绝对权力
- 普通用户 — 凡人,受天道限制
- Capabilities — 封号,赋予特定进程特定权力
可加载模块 — 游方修士
内核模块可以动态加载和卸载,就像游方修士进出内核界。他们带来了额外的能力(驱动、文件系统等),但也可以随时离开。
内核界地理
调度竞技场
进程们争夺 CPU 时间的战场。旧日的 CFS 以 和红黑树描述公平,现代主线又引入 EEVDF 的 lag 与 virtual deadline:谁被亏欠、谁期限更近,都要在这里被衡量。
内存宫殿
虚拟地址空间构成的宏伟宫殿。用户态是凡尘,内核态是禁宫。页表是连接虚实的经脉。
文件系统之森
一个层次分明的巨大森林。inode 是古树,dentry 是路径标记,superblock 是森林的守护灵。不同的文件系统(ext4、btrfs、procfs)是森林中不同的区域。
网络之海
连接无数内核世界(其他机器)的无尽海洋。数据包是船,协议是航路,IP 地址是坐标,端口是港口。
设备山脉
内核界与硬件界之间的屏障。设备驱动修士在这里修行,他们是沟通两界的桥梁。
进程间通信殿
进程们聚会交流的场所。管道、共享内存、消息队列、信号量——各种 IPC 机制在此运作。