Linux 内核初窥

> Linux内核是一种开源的类Unix操作系统宏内核，是Linux操作系统的主要组件，也是计算机硬件与其进程之间的核心接口。   	
> Linux内核负责管理系统资源，包括硬件与进程之间的通信，它用C语言编写，符合POSIX标准。Linux内核主要由进程调度、内存管理、虚拟文件系统、网络接口和进程间通信等子系统组成，这些子系统共同协作，提供了系统的各种核心功能。

Linux系统架构图

1.操作系统是什么

• 简单来讲，操作系统就是交互系统；
• Windows系统、Linux系统。

2.内核是什么

从功能层面上来说，内核就是硬件和软件之间交互的中间层；
从其他层面理解内核
1.read write内核提供给我们的API，系统调用，lib，这里开放了很多的接口，系统调用，函数给我们的软件调用；
2.内核Manager，资源的管理，给每个进程分配多少资源，进程之间共享那些内存。

3.内核实现的策略

1. 宏内核。内核的所有代码，包括子系统（如内存管理、文件管理、设备驱动程序）都打包到一个文件中。内核中的每一个函数都可以访问到内核中所有其他部分。目前支持模块的动态装卸(裁剪)。Linux内核就是基于这个策略实现的。
2. 微内核。最基本的功能由中央内核（微内核）实现。所有其他的功能都委托给一些独立进程，这些进程通过明确定义的通信接口与中心内核通信。

4.内核包含哪些核心的模块

4.1 进程调度、切换

CPU 多个进程，时间分片
CPU 1号线程，2号线程，线程切换
4个CPU，100个进程，
资源调度
新来的进程，怎么调度
不是没一个进程都有相同的优先级
有一些进程注定是贵族进程，优先级很高
怎么调度这种优先级高的进程？
内核需要考虑的问题

4,2 内存管理

多个进程，每个进程都是要分配资源的，内核管理。

4.3 虚拟内存机制

进程都有自己的资源，资源的隔离；
每一个进程都以为自己的资源很充足，而且不会操作到其他进程的资源哪里去；
就像领导一样，要让每个员工都以为自己是核心员工，但其实每个人都是打工人，4G可以使用，其实并不是。

4.4 和网络交互的地方

电脑–>联网–>偶遇–>联系
API

4.5 设备驱动程序

有时候，电脑没有声音，安装驱动
USB，手机，支持内核可以访问设备

4.6进程间通讯机制&锁

进程之间相互通信
IPC：管道、共享内存、信号量
多个进程、多个线程，大家可能会同时操作同一份资源，出现资源抢夺的情况，你持有他的资源，他持有你的资源，大家谁也不放手，出现死锁。
内核需要提供锁的机制，给各个进程、线程
乘风破浪的姐姐
你拿了他的口红
他拿了你的粉底
你们谁也不能完成化妆步骤
谁也上不了台。

4.7 其他模块

页表的管理
数据同步添加链接描述

1. 很多时候，操作内存层的数据，持久化到磁盘，111111持续刷到磁盘
2. 存在buffer，缓冲区，缓冲数据量到一定程度，统一刷到磁盘
   二进制文件

时间管理

> https://www.bilibili.com/video/BV1cV41117jP/?p=3&spm_id_from=pageDriver&vd_source=6a5c4b92eab83d6c52eec53e5d7fdeac