一、内核相关术语名称对应解释：
- 微内核(Microkernel)：
- 微内核将系统分为独立的模块，每个模块负责特定功能，如内存管理、文件系统和进程管理等。
- 用户模块和内核服务模块通常在不同的地址空间中运行，这提高了系统的隔离性和安全性。
- 当内核中的一个服务模块崩溃时，不会影响整个系统的正常运行，增强了系统的健壮性。
- 微内核的扩展性好，可以通过建立新的服务到用户空间中而不影响内核空间，便于移植性和扩展。
- 宏内核(Monolithic Kernel)：
- 宏内核将大部分系统功能直接实现在内核中，减少了进程间通信的需求。
- 执行效率高，因为它减少了进程间通信可能导致的性能损失。
- 由于内核包含了所有系统功能，其代码量大，可能导致可靠性问题和安全性问题。
- 宏内核的扩展性较差，如果想要添加新功能，可能需要对内核的多个模块进行修改 总结：宏内核的用户服务和内核服务都保存在相同地址空间中，它们都由内核统一管理（相当于一个内核，统一管理所有服务，所以执行效率高，但是耦合度也高，不容易扩展）；微内核的用户服务和内核服务保存在不同的地址空间中，微内核会根据功能服务划分不同的进程（这样进程服务高度模块化，互相之间不会影响，但是效率也会相应降低） 直观如下图：引用博文
二、 MacOS系统架构详解：
2.1总体介绍:MAC OS系统简单的划分就是把其操作系统分为四个层次，分别为应用层，应用框架层、核心框架层，Darwin（核心）（如上图），按照空间就可以划分为用户空间，内核空间，硬件和固件；下面分别介绍该系统架构：
以下包括上图均为个人理解，如有错误还请留言指正
用户空间：
- 应用层：包括用户能接触到的图形应用，如 Spotlight（系统自带搜索栏）、Aqua（Aqua是Mac电脑全新用户界面的名字,早期Mac没有）、SpringBoard(苹果iDevice的桌面) 等。
- 应用框架层：此层包含2部分，一部分是API接口，此部分实现其实很多都是在核心框架层实现；一部分是应用服务
- API接口：BSDapi，Cocoa/CocoaTouch,Carbon,Java(10.7版本后已经废弃)
- 应用服务：Quartz,OpenGL,CoreGraphics，QuickTime，CoreAudio等
API编程接口： 从上图我们看出OS X是一个分层体系。Darwin核心及核心服务层与应用层之间，苹果提供了很多重要的API接口，以方便用户调用相关系统服务，其中最重要的是Cocoa/CocoaTouch,分别用于macOS和iOS，功能基本相同，其CocoaTouch多了触控相关专用GUI元素。（后面单独介绍Cocoa/CocoaTouch）
- BSDAPI:BSDAPI 是访问低级文件的途径，并且可用于访问部分设备。与Cocoa不同，BSD API不支持编写有图形界面的应用程序。
- POSIX线程API:即pthreads,早期线程操作使用。
- Carbon:目前已基本弃用，它是基于C语言的API和Cocoa功能相似，主要用于较早期系统。
- JAVA：已经完全废弃移除。
应用服务(篇幅有限只简单介绍几个)：
- Quartz：由Quartz 2D API 和 Quartz Compositor 组成，Quartz Compositor提供图形窗口服务。Cocoa Drawing提供基于Quartz的面向对象接口，用于Cocoa应用程序
- OpenGL：开发3D应用程序的行业标准API。iOS支持的OpenGL版本为OpenGL ES，它是OpenGL的一个子集，专门为嵌入设备而设计。
- CoreGraphics：CoreGraphics是苹果的⼀个二维绘图框架，CoreGraphics的API是纯C语⾔的。主要用于各种绘制各种复杂图形，实现更丰富的界面。
- QuickTime：处理多媒体的高级库。支持音频视频（包括专业格式）的录制和回放。
- CoreAudio：支持音频回放、录制、混合和处理。
3.核心框架层：为应用层提供基础的系统服务，比如数据存储框架Core Data、安全服务Security、网络访问CFNetwork等，以及最重要的Foundation和CoreFoundation等。
内核空间：（知识点主要来自OSX与iOS内核编程一书及网络）
macOS的内核空间主要就是指Darwin，但是注意严格的说macOS的内核指的是XNU。Darwin 不只包含内核，还包括其他东西。XNU是macOS 的核心部分，它是一款结合了微内核与宏内核特性的混合内核，它包括三个部分：Mach、BSD 和I/O Kit。其中mach 是微内核，BSD可以看作是一个搭建在mach之上的一层（也可以说是包在mach外面的一层）。
- System utilities: 这个里面基本就指一些Unix系统工具，例如命令行工具：这些Unix 工具一些是Apple 开发，一些来自于第三方，比如FreeBSD Project、GNU Project、Apache
- XNU内核：XNU内核是macOS和iOS的核心，主要由3个部分组成的分层体系结构。其中最内层就是mach微内核。mach仅提供一些基础服务，如处理器管理和调度，还有IPC(inter-process communication,进程间通信)，IPC是mach的核心。iOS和Mac的XNU基本没有区别。
XNU架构简图如上
- mach: XNU 中的Mach 来自于OSFMK 7.3 （Open Software Foundation Mach Kernel)）它负责CPU 调度、内存保护等功能。它是macOS 内核中最重要的部分，XNU 中大部分代码来自于它，而且macOS 中的可执行文件也是mach-o 格式。同时它也为上层BSD,I/O Kit 提供底层服务。进程间通信（IPC)是Mach设计的核心原则。Mach中的IPC作为客户端/服务器系统实现一个任务（客户端）可以请求另一个任务（服务器）的任务。
- BSD: BSD层位于Mach 的上面一层，实现许多核心操作系统的功能，这些功能大部分都建立在mach服务之上。在iOS和OS X中，BSD层与处理器一起运行在特权模式中，而不是作为用户任务运行，它主要调用mach的服务，因此BSD层并没有内存保护，并且运行在与mach和I/O kit相同的地址空间中。BSD层主要提供进程管理、系统调度、文件系统和网络连接等服务。
- I/O Kit：这是开发者接触使用最多的一部分。也是XNU分层架构最靠外的一层。它是一个面向对象的框架，用于编写设备驱动程序及其他内核扩展。I/O Kit对系统硬件进行抽象，预定义了多种类型的硬件基类，让开发新的驱动程序变得容易。IOKit框架包含内核层框架- libkern该框架使用嵌入式C++（C++的子集编写而成和用户空间框架IOKit.framework，该框架基于C语言编写。I/O Kit 有3个主要概念：
- 家族：家族表示特定设备类型的抽象。例如，IOUSBFamily负责处理所有支持USB相关设备的技术实现。
- 驱动程序： 负责管理特定的设备或总线，一个驱动程序可以关联多个family。例如基于USB的存储设备，它就依赖IOUSBFamily和IOStorageFamily。
- 块：块是可控制实体（如PCI或USB设备）的接口，驱动程序通过它与设备进行通信。
libkern：很重要的库，为驱动程序提供很多基类。更确切的说是为内核及内核扩展提供很多功能抽象类。除了一些标准的C++运行库，libkern还提供其他很有用的类，最基础的就是OSObject，这是IOKit每个类的基类。它很像Cocoa和Cocoa Touch 中的NSObject。OSObject 也支持引用计数，来对内存管理提供帮助。其他相关类OSDictionary、OSArray、OSString、OSInteger 这些也基本对应NS 开头对应的数据类型。
硬件和固件：
此部分内核开发基本用不上，主要是底层硬件启动和加载。了解support.apple.com/zh-cn/guide…
