【深入解析MAX OSX & iOS操作系统】读书笔记 —— OS X 和 iOS 的架构

OS X 架构概述

层次结构:

  • 用户体验层
    • Aqua、Dashboard、Spotlight和accessibility
    • iOS中包括SpringBoard
  • 应用框架层
    • Cocoa、Carbon、Java
    • iOS中 Cocoa Touch
  • 核心框架
    • 核心框架、OpenGL、QuickTime
  • Darwin
    • 内核和UNIX shell环境

Darwin是完全开源的,提供了底层API,上面那些层闭源。

Darwin架构:

Darwin,很大程度上使用FreeBSD的代码和工具,是Mac OS X的核心, 由FreeBSD 4.5和NeXTSTEP混合派生。

XNU,由苹果电脑发展的操作系统内核,被使用于Mac OS X中。它是Darwin操作系统的一部分,跟随着Darwin一同作为自由及开放源代码软件被发布。XNU是X is Not Unix的缩写。XNU实际上由两种技术混合在一起:Mach和BSD,此外还添加一些其他的组件,主要是IOKit

柏克莱软件套件(英语:Berkeley Software Distribution,缩写为 BSD),也被称为柏克莱Unix(Berkeley Unix),是一个操作系统的名称。衍生自Unix(类Unix),1970年代由伯克利加州大学的学生比尔·乔伊(Bill Joy)开创,也被用来代表其衍生出的各种套件。

Darwin 架构

用户体验层

用户体验层

  • Aqua
  • Quick Look
  • Dashboard
  • Spotlight
  • accessibility
  • SpringBoard

Aqua

Aqua是OS X GUI。

系统的第一个用户态进程launchd负责启动GUI,支持GUI工作的主进程是WindowServer。

Darwin —— UNIX 核心

Darwin 是完全成熟的UNIX实现。

Shell

默认使用shell是 /bin/bash

文件系统

OS X使用HFS+文件系统。

四个变种:

  • 大小写敏感/不敏感
  • 可选的日志功能

UNIX的系统目录

  • /bin
    • UNIX 的二进制文件,常用UNIX命令
  • /sbin
    • 系统程序,这些二进制程序用于系统管理,例如文件管理和网络配置
  • /usr
    • User目录,第三方软件安装目录
    • 目录中包含bin、sbin、lib
    • /usr/lib 用户存放共享的目标文件
  • /etc
    • 其他文件
    • 包含大部分配置文件,例如密码文件/etc/passwd
    • 这个目录实际上是指向/private/etc的符号链接
  • /dev
    • BSD设备文件
  • /tmp
    • 临时目录,所有人都可写的目录
  • /var
    • 各种杂项文件。保存日志文件、邮件存储等

OS X 特有目录

  • /Applications
    • 系统所有应用程序的默认目录
  • /Developer
    • 安装开发者工具
  • /Library
    • 系统应用的数据、帮助和文档
  • /Network
    • 用于邻居节点发现和访问的虚拟目录
  • /System
    • 系统文件目录,包含系统重要组件,录入框架和内核模块
  • /Users
    • 所有用户的主目录
  • /Volumes
    • 可移动媒体和网络文件系统的挂载点
  • /Cores
    • 保存核心转储文件

iOS 文件系统的区别

  • 文件系统是大小写敏感的,文件系统是部分加密的
  • 只有一个/User目录

bundle

一种标准化的层次结构,保存了可执行代码以及代码所需要的资源。

bundle结构

系统调用

OS X导出了两套独特的调用接口:Mach调用和POSIX调用。

系统调用并不是直接调用的,而是通过libSystem.B.dylib中的浅层封装进行的。

XNU 概述

内核XNU是Darwin的核心,由几个组件构成:

  • Mach微内核
    • XNU 的核心
    • 进程和线程的抽象
    • 虚拟内存管理
    • 任务调用
    • 进行间通信和消息传递机制
  • BSD层
    • Mach之上,XNU中不可分割的一部分,提供了更高层次的抽象
    • UNIX进程模型
    • POSIX线程模型及其相关的同步原语
    • UNIX用户和组
    • 网络协议栈
    • 文件系统访问
    • 设备访问
  • libKern
  • I/O Kit
    • 设备驱动框架

内核是模块化的,允许动态加载插件的形式进行内核扩展。

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