Linux 内核Linux 操作系统结构 ( Linux 内核在操作系统中的层级 | Linux 内核子系统及关系 | 进程调度 | 内存管理 | 虚拟文件系统 | 网络管理 | 进程间通信 )

Posted 2022-03-26 韩曙亮

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一、Linux 内核在操作系统中的层级

Linux 内核所在层级 : 整个计算机系统中 , 由下到上介绍 :

计算机硬件处于最底层 ;

计算机硬件上面一层是 Linux 内核 , 计算机的所有硬件操作都要经过内核 , 内核是抽象资源操作与具体硬件操作细节之间的接口 ;

Linux 内核上面一层是系统调用接口 , 系统调用由大量的指令组成 , 应用程序通过系统调用调用内核的功能 , 实现特定服务 , 如创建进程 ; 系统调用运行在内核态 , 应用程序运行在用户态 ;

最上层是应用程序 , 应用程序是运行于操作系统上的软件集合 ;

如下图所示 :

Linux 内核的 $5$ 个子系统 :

进程调度 ( Process Scheduler ) : 控制进程对 CPU 的访问 , CPU 要执行哪个进程 , 必须由进程调度子模块根据进程优先级调度算法指定 ;
内存管理 ( Memory Manager ) : 多个应用程序进程安全地访问内存 ; 该子系统分为硬件有关部分和硬件无关部分 ; 硬件无关部分提供了内存映射与虚拟内存机制 , 硬件有关部分就是管理真实的内存硬件 ;
虚拟文件系统 ( Virtual File System ) : 为所有类型的设备/逻辑文件系统 ( EXT2/3/4 , NTFS ) 提供统一接口 ; 该子系统可以分为设备驱动程序和逻辑文件系统 ;
网络管理 ( Network Manager ) : 提供对网络协议和网络硬件的支持 ; 该子系统包含网络协议栈和硬件驱动程序 ; 网络协议负责与其它设备通信 , 硬件驱动程序负责与本设备的网络硬件通信 ;
进程间通信 ( Inter-Process ommunication ) : 支持进程间的通信机制 ;

进程调度依赖于内存管理模块 ,

内存管理依赖于虚拟文件系统和进程调度两个模块 ,

虚拟文件系统依赖于内存管理 , 内存调度 , 网络管理模块 ,

网络管理依赖于进程调度模块 ;

进程间通信依赖于内存管理和进程调度两个子系统模块 ,

进程调度与内存管理这两个子系统之间是相互依赖的 ,

内存管理与虚拟文件系统之间相互依赖 ,