一、Linux 体系结构
如下图所示,Linux 体系结构,从大的方面可以分为用户空间(User Space)和内核空间 (Kernel Space)。
用户空间中包含了 C 库,用户的应用程序。在某些体系结构图中还包含了 shell,当然 shell脚本也是 Linux 体系中不可缺少的一部分。
内核空间包括硬件平台、平台依赖代码、内核、系统调用接口。
另外,用户空间和内核空间是程序执行的两种不同状态,我们可以通过“系统调用”和“硬件中断”来完成用户空间到内核空间的转移。
二、了解 Linux 内核结构
如下图所示,是 Linux 内核结构图。
SCI 层(System Call Interface),这一层是给应用用户空间提供一套标准的系统调用函数来访问 Linux。前面分析 Linux 体系结构的时候,介绍过任何一类现代操作系统都不会允许上层应用直接访问底层,在 Linux 中,内核提供了一套标准接口,上层应用就可以通过这一套标准接口来访问底层。
PM(Procees Management),这一部分包括具体创建创建进程(fork、exec),停止进程(kill、exit),并控制他们之间的通信(signal 等)。还包括进程调度,控制活动进程如何共享 CPU。这一部分是 Linux 已经做好的,在写驱动的时候,只需要调用对应的函数即可实现这些功能,例如创建进程、进程通信等等。
MM(Memory Management),内存管理的主要作用是控制多个进程安全的共享内存区域。
VFS(Virtual File Systems),虚拟文件系统,隐藏各种文件系统的具体细节,为文件操作提供统一的接口。在 Linux 中“一切皆文件”,这些文件就是通过 VFS 来实现的。Linux 提供了一个大的通用模型,使这个模型包含了所有文件系统功能的集合。如下图所示,是一个虚拟文件系统的结构图。