Linux 内核 内存管理内存管理架构 ① ( 内存管理架构组成 | 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 | Linux 内核架构层次 | Linux 系统调用接口 )

Posted 2022-04-09 韩曙亮

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• 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 )
• 二、Linux 内核架构层次
• 三、Linux 系统调用接口

一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 )

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内存管理架构 由 $3$ 部分组成 :

① 用户空间 : 在 " 用户空间 " 中 , 使用 malloc 函数 申请 " 堆内存 " , 使用 free 函数 释放 " 堆内存 " ;

② 内核空间 : Linux 内核启动后 , 一直 驻留在内存 中 , 应用程序 不能 读写 内核空间数据 , 不能直接调用 内核源码 中的函数 ; 只能通过 " 系统调用 " 间接调用 内核函数 ;

③ 硬件 : 硬件主要是指 处理器 中的 " 内存管理单元 “ , 该 内存管理单元 主要作用是 将 ” 虚拟内存地址 " 转为 " 物理内存地址 " ;

" 内存管理单元 " , 英文名称是 " Memory Management Unit “ , 简称 ” MMU " ;

二、Linux 内核架构层次

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整个操作系统 由 应用层 , Library Routine , 内核 , 硬件 组成 ;

层次架构如下 :

Linux 内核 需要 " 管理硬件 " , 如 : CPU 处理器 , 内存 , I/O 设备 , 网络设备 等 ;

Linux 内核 还需要 向上层的 " 应用程序 " 或 " Library Routine " 提供 API 接口 , 如 : 系统调用 ;

三、Linux 系统调用接口

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" 系统调用 " 接口 , 可以调用 " " Linux 内核 " 中的如下功能 :

① 进程调度 : 内核 调用 CPU 处理器 实现 进程调度 ;

② 内存管理 : 内核 调用 物理内存 实现 内存管理 ;

③ IPC 跨进程通信

④ VFS 虚拟文件系统

⑤ 网络管理 : 内核 调用 网络接口 , 实现 网络管理 ;

" 设备管理 " 对用户是透明的 , 用户不直到 Linux 内核是如何管理设备的 , 系统调用接口没有关于 " 设备管理 " 的调用接口 ;