解析Linux内核

本文详细解析了Linux内核的体系结构,包括系统调用接口、进程管理、内存管理、虚拟文件系统、网络堆栈和设备驱动等主要子系统。Linux内核展现了高效、稳定和良好的可移植性,支持多种处理器和平台。此外,内核还具备动态可加载模块和虚拟化等特性。

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Linux 内核简介

我们从一个比较高的高度来审视一下 GNU/Linux 操作系统的体系结构。您可以从两个层次上来考虑操作系统,如图 2 所示。

图 2. GNU/Linux 操作系统的基本体系结构
在这里插入图片描述

最上面是用户(或应用程序)空间,这是用户应用程序执行的地方。用户空间之下是内核空间,Linux 内核正是位于这里。

GNU C Library (glibc)也在这里。它提供了连接内核的系统调用接口,还提供了在用户空间应用程序和内核之间进行转换的机制。这点非常重要,因为内核和用户空间的应用程序使用的是不同的保护地址空间。每个用户空间的进程都使用自己的虚拟地址空间,而内核则占用单独的地址空间。

Linux 内核可以进一步划分成 3 层。最上面是系统调用接口,它实现了一些基本的功能,例如 read 和 write。系统调用接口之下是内核代码,可以更精确地定义为独立于体系结构的内核代码。这些代码是 Linux 所支持的所有处理器体系结构所通用的。在这些代码之下是依赖于体系结构的代码,构成了通常称为 BSP(Board Support Package)的部分。这些代码用作给定体系结构的处理器和特定于平台的代码。

Linux 内核的属性

在讨论大型而复杂的系统的体系结构时,可以从很多角度来审视系统。体系结构分析的一个目标是提供

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