Linux內(nèi)核架構(gòu)--基本概念

首先，Linux整體的架構(gòu)如圖:

再來看Linux內(nèi)核架構(gòu)，

內(nèi)核由五個主要子系統(tǒng)組成：

Process Scheduler ：

進(jìn)程調(diào)度（SCHED）負(fù)責(zé)控制對CPU的進(jìn)程訪問。調(diào)度程序執(zhí)行相應(yīng)的策略，使得多個進(jìn)程能在CPU中“微觀串行，宏觀并行”地執(zhí)行。進(jìn)程調(diào)度處于系統(tǒng)的中心位置，內(nèi)核中其他的子系統(tǒng)都依賴它，因?yàn)槊總€子系統(tǒng)都需要掛起或恢復(fù)進(jìn)程。在用戶空間，進(jìn)程是由進(jìn)程標(biāo)示符（PID）表示的。在linux內(nèi)核空間，每個進(jìn)程都有一個獨(dú)立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用來保存該進(jìn)程的ID、優(yōu)先級、地址的空間等信息，這個結(jié)構(gòu)也被稱做進(jìn)程控制塊（Process Control Block）。所謂的進(jìn)程管理就是對進(jìn)程控制塊的管理。

Memory Manager：

內(nèi)存管理器（MM）允許多個進(jìn)程安全地共享機(jī)器的內(nèi)存系統(tǒng)。此外，內(nèi)存管理器還支持虛擬內(nèi)存，該虛擬內(nèi)存允許Linux支持使用的內(nèi)存量超過系統(tǒng)可用內(nèi)存的進(jìn)程。為了解決物理內(nèi)存有時被耗盡的問題，內(nèi)存管理子系統(tǒng)規(guī)定頁面可以移出內(nèi)存并放入磁盤中，這個過程稱為交換。內(nèi)存管理的源代碼可以在./linux/mm中找到。

Virtual File System ：

虛擬文件系統(tǒng)（VFS）通過為所有設(shè)備提供通用文件接口來抽象化各種硬件設(shè)備的詳細(xì)信息。它獨(dú)立于各個具體的文件系統(tǒng)，是對各種文件系統(tǒng)的一個抽象，它使用索引節(jié)點(diǎn)inode存放文件的物理信息，使用目錄項(xiàng)dentry存放文件的邏輯信息。

Network Interface ：

網(wǎng)絡(luò)接口可分為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議部分負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)每一種可能的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序負(fù)責(zé)與硬件設(shè)備通信。寫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，使用socket通過TCP/IP協(xié)議與其他機(jī)器通信。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)從用戶進(jìn)程到達(dá)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要四個層次：用戶進(jìn)程，套接字，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

Inter-Process Communication ：

進(jìn)程通信支持提供進(jìn)程之間的通信，Linux支持進(jìn)程間的多種通信機(jī)制，包含信號量、共享內(nèi)存、管道等。