seL4微内核学习之二：seL4中的一些基础概念

作为微内核操作系统，seL4只提供很少的基础内核服务，复杂的服务将在用户态基于这些基础内核服务实现。

1. Threads：是运行CPU的抽象。
2. Address spaces：是分配给应用程序的虚拟地址空间，应用程序被限制只能访问其自己的空间。
3. Inter-process communication (IPC)：通过Endpoint实现的进程间的通信方法。
4. Device primitives：允许设备驱动实现在用户态。内核通过IPC来实现中断。
5. Capability spaces：存储对内核对象的Capability（也就是一些访问权限），和一些对象信息。

内核对象有以下6个：

1. Cnodes：存储权能信息，决定了一个线程的调用特定对象方法的权限。每个Cnode的slot的数量是一定的（2的幂次），并且该数量是在创建该Cnode时确定的。每个slot可以为空。
2. Thread Control Block（TCB）：代表一个正在运行的进程，是调度，阻塞等操作的最小单元。
3. IPC Endpoint：用来辅助进程间IPC，有两种类型的IPC Endpoint，一种是Synchronous Endpoint，另一种是Asynchronous Endpoint，顾名思义，一种是同步的，即在信息没有被接受时会阻塞发送消息的线程，另一种是异步的，只能传递短消息，但不会发生阻塞。
4. Virtual Address Space Object：为线程构建VSpace（Virtual Address Space），对应着各种硬件信息。比如，页目录指向页表，而页表项又指向物理的帧（frame）。内核也有ASID Pool 和 ASID Control objects来查看地址空间的状态。
5. Interrupt Object：用来接收和确认来自硬件的中断。在Initial Thread中有一个IRQControl的Capability，来创建IRQHandler Capability。IRQHandler Capability通常被授给device dirver来 access中断的来源。一个IRQHandler Capability管理一个特定设备的特定中断来源。例如，一个IRQHandler Capability管理键盘的一个字母的读入。
6. Untyped Memory：是内存分配的基础。Untyped Memory只有一个方法（retype），来创建新的内核对象，成功即向调用函数新建对象的Capability。另外，Untyped Memory还可以划分为一组更小的Untyped Memory，实现将系统内存划分为小块来管理。