linux内核基础

linux内核基础

 

1、linux是怎样构成的？

 

答：linux由用户空间和内核空间构成，其中用户空间由用户应用程序空间和C库组成；内核空间则由侠义的内核（kernel）、系统调用接口及与体系结构相关的代码。

 

2、为什么Linux系统被划分为用户空间与内核空间？

 

答：现代CPU通常实现了不同的工作模式，以|ARM为例，实现了7种工作模式：

      用户模式（usr）、快速中断模式（fiq）、外部中断模式（irq）、管理模式（svc）、系统模式（sys）、数据访问终止模式（abt）、未定义指令异常模式（und）。

 

X86则实现了4个不同级别：Ring0~Ring3；用户代码运行在Ring3，内核代码运行在Ring0；为了是操作系统本身得到充分保护，以防误操作等对linux系统本身造成损害。

 

3、内核空间与用户空间的两种不同的状态，通过系统调用和硬件中断能够完成用户空间到内核空间的转移。

 

4、Linux内核的构成？

 

答:Linux内核主要由5个子系统组成：进程调度、内存管理、虚拟文件系统、网络接口、进程间通信。

 

进程调度(SCHED)：控制进程对CPU资源的使用。调度程序采取合适的调度策略，以保证各进程能公平合理的访问CPU，同时保证内核能及时响应硬件操作。

 

内存管理(MM)：允许多个进程安全地共享主内存区域。支持虚拟内存，操作系统只是把当前使用的程序块保留在内存中，其余的程序块则保留在磁盘中。必要时操作系统负责在磁盘和内存空间交换程序块。  硬件无关部分提供了进程映射和逻辑内存的对换；硬件有关部分为内存管理硬件提供了虚拟接口。

 

虚拟文件系统(VFS): 用于支持外部设备的驱动和存储，其隐藏了各种硬件的具体细节，为所有设备提供了统一的借口。

 

网络接口(NET): 提供了对各种网络标准的存取和各种网络硬件的支持，网络接口可分为网络协议和网络驱动程序。

 

处于中心位置的进程调度，因为每个子系统都需要依靠进程调度程序来挂起或恢复进程。

 

进程调度与内存管理之间相互依赖，在多道程序环境下，程序要运行必须为之创建进程，而创建进程的第一件事情就是将程序和数据装入内存。

 

进程间通信与内存的关系：进程间通信子系统要依赖内存管理支持共享内存通信机制，可以存取共同的内存区域。

 

虚拟文件系统与网络接口之间的关系：虚拟文件系统利用网络接口支持网络文件系统（NFS），也利用内存管理支持RAMDISK设备。

 

内存管理与虚拟文件系统之间的关系：内存管理利用虚拟文件系统支持交换，交换进程定期由调度程序调度，这也是内存管理依赖于进程调度的唯一原因。