# Note for [Linux 核心設計: 發展動態回顧](/hlc2c2gdSDqPZjXYdtIyqA)
## 點題
1990年代，作業系統百花爭鳴

- 核心開發者如何克服`SMP (Symmetric multiprocessing)`, scalability, 及各式硬體架構和周邊裝置支援等難題
- KVM
於2009年，Motorola有針對qualcomm brew做調整
- 當時Android剛發佈；Motorola設計虛擬化技術來同時執行Android跟brew
- Contrainer
- 透過Linux `namespace` 和 `cgroups`組合出來
- Lotus 1-2-3 on Linux
- Microsoft OLE object
- eBPF
- Berkeley Packet Filter (BPF) 最初的動機的確是封包過濾機制，但擴充為eBPF (Extended BPF) 後，就變成Linux 核心內建的內部行為分析工具
- `XDP`
- PREEMPT_RT
- Hard real-time OS
- 於1996，Linux就有用於工業控制
- AIO (Aysynchrous I/O)
- Synchrous不適用於高效I/O

## 作業系統與概念
**abstractions**

:notes: revolution OS

### Linux basic features
- mutli-tasking from `Unix`
- Virtual memory with paging
- windows NT (stands for new technology) David Cutler
vms wnt
純粹的32位元的作業系統
跟 Windows 95 是不同開發人員
- Linux在不同情境都共用同一份程式碼
- MONO kernel
- 服務在 Kernel space 中執行
- 在Linux，kernel只提供基本的服務
- BPF
- in-kernel virtual machine
- 目前主要是用於雲端伺服器的效能分析

## FOSDEM
## Linux 2.4
第二個10年

曾經有段時間搖擺不定，將 web server `httpd` 搬到kernel

0.99到1.0 是從 13 December 1992 到 14 March 1994
> ref. [Linux kernel version history](https://en.wikipedia.org/wiki/Linux_kernel_version_history)
- 到2004年開始，新核心每隔==2-3個月==定期釋出

Linux 核心差一點就走進如同 Microsoft Windows 的「為需求而升級」的發展道路從而偏離原先 Linux 核心「只提供機制不提供策略」的道路。
- `LAMP`: linux apache mysql php
- 不過 Linux v2.6 以來，核心發展重新找到自己的方向，沒必要透過特化需求去克服局部的效能瓶頸
- Linux-2.6 核心的發展策略是基於整體思維

## [SMP 支援](https://hackmd.io/@sysprog/linux-dev-review#SMP-%E6%94%AF%E6%8F%B4)
Linux v2.0 有項重要變革是開始支援 SMP (儘管效率不佳)
> 在1996年

1997 年，為電腦《鐵達尼號》(Titanic) 製作電腦特技效果
- 許多動畫特效公司紛紛採用 Linux 搭配價格低廉且高效的硬體

Linux 2.4 在 SMP 的效率問題在哪？
- [Big Kernel Lock](https://kernelnewbies.org/BigKernelLock) (BKL): 鎖定整個 Linux 核心的機制，透過 lock_kernel() 與 unlock_kernel() 函式。這是為了支援多處理器，暫時引進的鎖定機制，==已在 v2.6.39 (2011 年，在 Linux SMP 支援引入的 15 年後!) 徹底清除==。
- :spiral_note_pad: (2023summer) 出現在特定需求的同步問題，例如檔案系統；做法是處理器的其中一核將整個 kernel lock 起來，導致其他核心會完全沒有進展，直到 unlock kernel。

[Big Kernel Lock](https://kernelnewbies.org/BigKernelLock) 是個顯著的問題，但 scalability 並非單一議題，需要顧及各種議題。
### updates on summer 2023
Linux 不是在理論上或在思維上的突破，最大的突破是，讓 SMP 真正在合理的價格取得。

講到 Red Hat，一定要講到鐵打尼
- Red Hat 後來賣給 IBM
- 讓 Red Hat 股價一飛沖天的 press release, 1997 年到現在都沒改過
- 延伸閱讀:
- [Red Hat Sinks Titanic](https://www.redhat.com/en/about/press-releases/press-titanic)

- 鐵達尼當初如何拍攝的？
- 先做實體的半艘船，另一半都是用 CG
- 這也是 Linux 第一次在商業有巨大的成功

## [虛擬化](https://hackmd.io/@sysprog/linux-dev-review#%E8%99%9B%E6%93%AC%E5%8C%96)

[Embedded Virtualization applied in Mobile Devices](https://www.slideshare.net/jserv/mobile-virtualization)
- Device virtualization
- Android KVM
- 多一個OS，讓舊的app可以執行
- On server side
- issue: 處理高峰
- 一日捕魚，三日曬網

### Linux的基礎建設
VDI
- *Desktop Virtualization*

xen microsoft research
- firstly used by `Amazon`
- 產品

KVM
- 精簡易維護

直到 2006 年，Intel 和 AMD 才分別在各自的處理器中加入「有限」的硬體虛擬化特性，分別稱為，Intel VT-x 和 AMD-V。

## [DPDK (Data Plane Development Kit)](https://hackmd.io/@sysprog/linux-dev-review#DPDK-Data-Plane-Development-Kit)

[低延遲資本市場交易](https://en.wikipedia.org/wiki/Low_latency_(capital_markets))

多數網路延遲其實發生於應用軟體層面。要降低應用軟體層級的延遲，有個激進的手段是繞過作業系統的管理，從而避免延遲：直接使應用程式能夠操作、寫入網路介面緩衝區裡的資料，甚至接管網路介面控制器。
- kernel bypassing
- user space直接接管

## [AIO](https://hackmd.io/@sysprog/linux-dev-review#AIO)

寫不好的話，效能可能會不好
- 這中間使用者層級的行程不會被 blocked。

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:::info
Updated on 2023 Summer
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## 點題

多核處理器
- microc

rv32emu
- 目標超越 qemu

## [Linux 發展動態回顧](https://hackmd.io/@sysprog/linux-dev-review)

三十年來的發展

重要的發展
- SMP (Symmetric multiprocessing)
- scalability
- 各式硬體架構和周邊裝置支援
- 虛擬化技術
- eBPF
- PREEMPT_RT
- 不只用於工業控制

## [Linux 2.4](https://hackmd.io/@sysprog/linux-dev-review#Linux-24)

Linux 核心 [v2.4.0](https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.4/) 在 2001 年 1 月 4 日釋出
- 距 Linux 核心發佈於 1991 年，剛好滿十年。
- 前十年的開發很多都是投石問路

當年 Linux 背後有一個強大需求，`web`
- `Yahoo` (internet company, `.com`) 使用 `Liunx` 當作伺服器的系統
- 為了需求，核心內部曾經內建 `web server`，加上一個 `web 加速器`
- 若將==圖形處理==搬到核心內部，會有什麼影響？
- Window NT 為了解決使用者登入時 (Ctrl + Alt + Delete) 會輸入錯誤，因為鍵盤輸入事件遺失了某些案件；只好把圖形處理搬到 Windows kernel 裡。
- 圖形系統 (GUI) 可能會有很多 bugs，或是有一些資安漏洞；若發生在 kernel，就有機會透過 stack overflow 去攻擊 kernel。
- :+1: 不過 Linux v2.6 以來，核心發展重新找到自己的方向，==沒必要透過特化需求去克服局部的效能瓶頸==

## SMP 支援
Multics
- > [UNIX - 維基百科，自由的百科全書](https://zh.wikipedia.org/zh-tw/UNIX)
Unix的前身為1964年開始的Multics，1965年時，貝爾實驗室加入一項由奇異和麻省理工學院合作的計劃；該計劃要建立一套多使用者、多工、多層次（multi－user、multi－processor、multi－level）的MULTICS作業系統。
- 因為包山包海，導致商業化失敗
- 而 MS-DOS 是 1981 年推出，反而是單人、單工、單處理器 for PC marketing。