问进程管理和内存管理在Linux内核中的用途是什么？

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注意: Linux内核没有正式定义或使用术语“”。考虑“过程管理”是可以的，但是人们可能对它包含的内容有不同的看法。

这个答案有点复杂，因为我想给大家一些共同的定义和关键词。可悲的是，有些词在不同的地方被用来表达不同的意思。

请仔细阅读，并积极检查每个单词是如何使用的。在写作时，请务必提供一些上下文。不要假设每个人都使用完全相同的定义。

和往常一样，这个答案很简单:-)。

"Process“管理

您的计算机有处理器，或"CPU"s，以执行代码。您的计算机可能有两个CPU。Linux CPU调度程序管理CPU(s)以提供一个更有用的概念:它在任意数量的运行“进程”或“线程”执行之间共享CPU(s)。调度程序强制在线程之间切换。它每秒钟都会换很多次。

调度程序还定期考虑是否需要将线程分配给不同的CPU。也就是说，它可以“平衡”分配给每个CPU的线程数。

传统上，CPU调度器有时被称为“进程调度程序”。然而，当每个用户级进程正好有一个线程执行时.现在，UNIX进程可能有许多线程。在内核中，简单地引用“调度程序”是很常见的。

调度程序使用“任务”一词来引用内核线程概念。即使如此，内核经常使用"process“来表示”任务“(线程)。当差异很重要时，您必须反复检查上下文，并尽量避免混淆:-)。

kernel/sched/中的核心调度算法并不取决于您所使用的CPU家族(CPU“体系结构”)。在arch/*/中，进程间切换的细节由特定于arch的代码处理.

流程管理的另一个方面是当流程等待事件时。例如，当进程进行从设备读取的系统调用时，它可能必须等待设备在数据准备就绪时发出信号(中断信号)。在此之前，进程将从运行队列中删除，其他进程可以在CPU上调度。

内存管理

同样，首先考虑硬件:物理RAM。硬件提供了一个由字节数组成的内存。每个字节都有一个数字地址，我们可以单独访问它。您的计算机可能有大约1,000,000,000字节的RAM。

Linux内存管理的一个方面是为每个用户进程提供自己的虚拟内存。我们再次划分硬件资源，并将其部分分配给不同的用途。目的是提供一个新的概念，这是更愉快的工作。

要理解为什么虚拟内存如此有用，请考虑没有虚拟内存会发生什么。所有进程都可以访问整个物理内存。这意味着整个系统可能被一个正在运行的程序破坏，如果它有一个简单的错误，或者是恶意的。

当将虚拟内存添加到原始UNIX中时，它使系统更加健壮。内存保护与上述强制任务切换(也称为“先发制人”多任务处理)有很好的结合。先发制人的多任务处理意味着，如果一个用户进程在您唯一的CPU上运行一个连续循环，系统仍然允许其他进程运行并响应您的输入。

如上所述，UNIX进程可能有许多线程。但是在这个进程中，所有线程都访问相同的虚拟内存。

我指的是UNIX进程的概念，因为Linux特有的特性在技术上可以允许许多不同的可能组合。额外的组合很少使用。最好考虑一下可移植的UNIX概念。

硬件MMU如何支持虚拟内存的详细信息是用特定于arch的代码处理的.但是在mm/中仍然有大量的内存管理代码，这些代码在所有的CPU架构中都使用。

您可以看到在调度程序代码和VM代码之间有一些合作！当内核将CPU切换到不同的执行线程时，它必须更新相关的MMU，因此线程将在正确的虚拟内存空间中运行。

如果用户在用户空间中运行一个程序，那么进程管理和内存管理就会出现。这个程序可以有与VFS或网络或设备相关的东西吗？

总的来说，“是的”。最准确和最有用的答案是“是”。

开放()是对VFS (fs/)的系统调用。它向调用进程返回一个“文件描述符”。这只是一个数字。对于每个进程，内核保留一个打开文件的表。例如，当您调用关闭()时，只需传递文件描述符，内核就会在表中查找它。

您可以尝试证明您正在通过task_struct拥有的表，因此您实际上正在进行“流程管理”，而不是直接到VFS。不过，我不同意。open()和close()系统调用在fs/open.c中定义。它们是用数字文件描述符调用的，必须自己查找。

传递给open()的文件名可能是一个设备节点。在这种情况下，对返回的文件描述符(包括close())的操作最终将与设备驱动程序(drivers/)通信。

网络连接也由文件描述符表示。在大多数情况下，文件描述符不是通过open()在文件系统上的路径获得的。取而代之的是socket()。(内核源目录：net/)