Linux核心的組成部分

2022-08-17 21:24:10 字數 1857 閱讀 7694

linux核心主要有 5個子系統組成:程序排程 (sched) ,記憶體管理 (mm) ,虛擬檔案系統 (vfs) ,網路介面 (net)和程序間通訊 ( ipc )。

1、程序排程

程序在程序排程子系統中微觀序列,巨集觀並行。其餘 4 個子系統都依賴於程序排程系統,因為每個子系統也需要掛起或恢復程序,

當它們需要做這些工作時,都得和程序排程子系統打交道。

程序的睡眠有兩種情況,一種是因為得不到請求的資源而進入「深度睡眠」 (task_uninterruptible),深度睡眠直到得到請

求的資源後才會醒來,其間不可被打斷;另外一種是由於時間片用完,而進入的「淺度睡眠」(task_interruptible),在淺度

睡眠時,如果給程序發乙個訊號,它就會醒過來。

在裝置驅動程式設計中,當請求的資源不能得到滿足時,驅動一般會排程其他程序執行,其對應的程序進入睡眠狀態,直到它請求的資源

被釋放,才會被喚醒而進入到就緒狀態。

裝置驅動中,如果需要幾個併發執行的任務,可以啟動核心執行緒,啟動核心執行緒的函式為:

int kernel_thread(int(*fn)(void *),void *arg,unsigned long flags);

2、記憶體管理

記憶體管理的主要作用是控制多個程序安全地共享主記憶體區域。當 cpu 帶有記憶體管理單元 (mmu)時,linux 記憶體管理完成為每個程序

進行虛擬記憶體到物理記憶體的轉換。linux 2.6 核心可以支援無 mmu 的 cpu .

一般而言,linux 的每個程序享有 4gb 的記憶體空間,0~3gb 屬於使用者空間,3~4gb 屬於核心空間,核心空間對常規記憶體,i/o

裝置記憶體以及高階記憶體有著不同的處理方式。

3、虛擬檔案系統

linux 虛擬檔案系統 (vfs)

隱藏了各種硬體的具體細節,為所有的裝置提供了統一的介面。而且,它獨立於各個具體的檔案系統,

是對各種檔案系統的乙個抽象,它使用超級塊 super

block 存放檔案系統相關資訊,使用索引結點 inode 存放檔案的物理資訊,

使用目錄項項 dentry 存放檔案的邏輯資訊。

4、網路介面

網路介面提供了對各種網路的標準訪問和各種網路硬體的支援。網路介面可分為網路協議和網路驅動程式,網路協議部分負責實

現每一種可能的網路傳輸協議,網路裝置驅動程式負責硬體裝置進行通訊,每一種可能的網路硬體裝置都有相應的裝置驅動程式。

5、程序間的通訊

linux 支援多種通訊機制,如訊號量,共享記憶體,管道,訊號等,這些機制可以協助多個程序、多資源的互斥訪問、程序間的同

步和訊息傳遞。

這 5 個子系統之間的依賴關係為

程序排程和記憶體管理之間的關係:

這兩個子系統互相依賴。在多道程式環境下,必須為程式建立程序,而建立程序的第一件事情就是將程式和資料裝入記憶體。

程序間通訊與記憶體管理的關係:

程序間通訊子系統要依賴記憶體管理支援共享記憶體通訊機制,這種機制允許兩個程序除了擁有自己的私有空間,還可以訪問共同的記憶體區域。

虛擬檔案系統與網路介面之間的關係:

虛擬檔案系統利用網路介面支援網路檔案系統(nfs),也利用記憶體管理支援 ramdisk 裝置。

記憶體管理與虛擬檔案系統之間的關係:

記憶體管理利用虛擬檔案系統支援交換,交換程序 (swapd) 定期由排程程式排程,這也就是記憶體管理依賴於程序排程的唯一原因。當一

個程序訪問的記憶體對映被換出時,記憶體管理向檔案系統發出請求,同時,掛起當前正在執行的程序。

Linux核心組成部分(二)

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