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Linux 内核架构分析

硬件控制层:该子系统由Linux安装中的所有可能的物理设备组成;例如,CPU,内存硬件,硬盘和网络硬件都是该子系统的成员 2.内核架构 2.1 内核之作用 Linux内核为用户进程提供了虚拟机接口。...进程编程无需知道计算机上安装了什么物理硬件,Linux内核将所有硬件抽象为一致的虚拟接口。...3.各子系统架构分析 3.1 进程调度器架构 进程调度器是Linux内核中最重要的子系统。其目的是控制对计算机CPU的访问。这不仅包括用户进程的访问,还包括其他内核子系统的访问。...CPU负责中断当前正在执行的进程,并允许内核调度另一个进程。 3.2 内存管理器架构 内存管理器子系统负责控制对硬件内存资源的进程访问。...3.4 网络接口层架构 网络子系统允许Linux系统通过网络连接到其他系统。支持许多可能的硬件设备,以及可以使用的许多网络协议。

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linux内核整体架构

内核与微内核架构内核:所有的内核代码都编译成二进制文件并运行在一个大内核地址空间中,整体架构如下:图片微内核:把操作系统分成多个独立的功能模块,每个功能模块之间的访问需要通过“消息”来完成,因此效率没有宏内核架构高...:图片宏内核的优点:设计简洁,性能好微内核的优点:模块化的特点更具实时性工程实践中,linux不断融入微内核的精华到内核中,例如模块化设计思想,动态加载内核模块等,因此linux内核支持模块化开发,许多功能都可以编译为一个模块...linux内核架构图片OS允许CPU运行在用户态和内核态,而 linux 使用ring0和ring3两种模式实现内核态和用户态。...体系结构Arch抽象层:linux内核支持多种架构,例如ARM,X86等,目前已经支持几十种体系结构,而Arch抽象层抹去了不同架构之间的硬件差异,做了一层统一的抽象。...在linux内核5.6.18版本的源码中,直接把不同架构做一个分目录操作,以提供对各个架构的支持。图片进程调度模块:OS使用进程调度器支持多进程并发。

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    Linux 内核系统架构

    这篇文章从进程调度,内存管理,设备驱动,文件系统,网络等方面讲解Linux内核系统架构。...Linux的系统架构是一个经典的设计,它优秀的分层和模块化,融合了数量繁多的设备和不同的物理架构,让世界各地的内核开发者能够高效并行工作。先来看看Linus在多年前公开Linux的邮件。...这篇文章通过对内核主要模块的介绍,希望能为大家寻找这些问题的答案起一个抛砖引玉的作用。实际上,建议每一个希望成为技术专家的人都读一遍Linux的源代码。 先来看看Linux内核一个高阶架构图: ?...Linux系统架构架构非常清晰,从硬件层,硬件抽象层,内核基础模块(进程调度,内存管理,网络协议栈等)到应用层,这个基本上也是各类软硬件结合的系统架构的基础设计,例如物联网系统(从单片机,MCU等小型嵌入式系统...网络实现分层模型:内核对网络层的实现类似TCP/IP参考模型。它是通过C代码实现的,每个层只能和它的上下层通信,这样的好处是可以将不同的协议和传输机制结合。如下图所示: ?

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    Linux内核的整体架构

    前言 本文是“Linux内核分析”系列文章的第一篇,会以内核的核心功能为出发点,描述Linux内核的整体架构,以及架构之下主要的软件子系统。...Linux内核的核心功能 如下图所示,Linux内核只是Linux操作系统一部分。...对下,它管理系统的所有硬件设备;对上,它通过系统调用,向Library Routine(例如C库)或者其它应用程序提供接口。 因此,其核心功能就是:管理硬件设备,供应用程序使用。...所以为了管理这些设备,Linux内核提出了如下的架构。 3. Linux内核的整体架构 3.1 整体架构和子系统划分 上图说明了Linux内核的整体架构。...Linux内核源代码的目录结构 Linux内核源代码包括三个主要部分: 1. 内核核心代码,包括第3章所描述的各个子系统和子模块,以及其它的支撑子系统,例如电源管理、Linux初始化等 2.

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    Linux 内核 内存管理】内存管理架构 ① ( 内存管理架构组成 | 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 | Linux 内核架构层次 | Linux 系统调用接口 )

    文章目录 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 ) 二、Linux 内核架构层次 三、Linux 系统调用接口 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU..." ; ② 内核空间 : Linux 内核启动后 , 一直 驻留在内存 中 , 应用程序 不能 读写 内核空间数据 , 不能直接调用 内核源码 中的函数 ; 只能通过 " 系统调用 " 间接调用 内核函数...内核架构层次 ---- 整个操作系统 由 应用层 , Library Routine , 内核 , 硬件 组成 ; 层次架构如下 : Linux 内核 需要 " 管理硬件 " , 如 : CPU 处理器...系统调用接口 ---- " 系统调用 " 接口 , 可以调用 " " Linux 内核 " 中的如下功能 : ① 进程调度 : 内核 调用 CPU 处理器 实现 进程调度 ; ② 内存管理 : 内核...Linux 内核是如何管理设备的 , 系统调用接口没有关于 " 设备管理 " 的调用接口 ;

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    详解Linux内核内存管理架构

    内存管理子系统可能是linux内核中最为复杂的一个子系统,其支持的功能需求众多,如页面映射、页面分配、页面回收、页面交换、冷热页面、紧急页面、页面碎片管理、页面缓存、页面统计等,而且对性能也有很高的要求...本文从内存管理硬件架构、地址空间划分和内存管理软件架构三个方面入手,尝试对内存管理的软硬件架构做一些宏观上的分析总结。...内存管理硬件架构 因为内存管理是内核最为核心的一个功能,针对内存管理性能优化,除了软件优化,硬件架构也做了很多的优化设计。下图是一个目前主流处理器上的存储器层次结构设计方案。 ?...linux的内存映射管理是通过页表来实现的,但是页表是放在内存中的,如果每次地址转换过程都需要访问一次内存,其效率是十分低下的。这里CPU通过TLB硬件单元来加速地址转换。...内存管理软件架构 内核内存管理的核心工作就是内存的分配回收管理,其内部分为2个体系:页管理和对象管理。

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    Linux之父:我们不会用Rust取代C语言开发内核

    gcc 对 Linux 的发展起到了很大作用,因为我肯定需要一个 C 语言编译器。Lars Wirzenius 是我在念大学时另一个说瑞典语(瑞典语在芬兰是小语种)的计算机系学生。...不仅仅是苹果的硬件得到了改进——arm64 架构总体上也已经成长了很多,内核在服务器领域也更具竞争力了。...在内核开发方面,你觉得是否有可能用另一种语言(比如 Rust)来取代 C 语言?...Linus Torvalds:我不认为我们会用 Rust 取代 C 语言来开发内核,但可能会用来开发一些驱动程序,也许是整个驱动子系统,也许是文件系统。...所以不是“取代 C 语言”,而是“在一些有意义的地方扩展我们的 C 代码”。

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    深度:一文看懂Linux内核Linux内核架构和工作原理详解

    Linux内核预备工作 1. 理解Linux内核最好预备的知识点: 懂C语言 懂一点操作系统的知识 熟悉少量相关算法 懂计算机体系结构 2....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。...▲ Linux内核体系结构 Linux内核的主要组件有:系统调用接口、进程管理、内存管理、虚拟文件系统、网络堆栈、设备驱动程序、硬件架构的相关代码。...,用户的应用程序,C库; (2)内核空间:内核空间包括,系统调用,内核,以及与平台架构相关的代码。...下面是SPI驱动层次示意图,Linux中的SPI总线可理解为SPI控制器引出的总线: 和传统的驱动一样,platform机制也分为三个步骤: 1、总线注册阶段: 内核启动初始化时的main.c文件中的

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    深度:一文看懂Linux内核Linux内核架构和工作原理详解

    Linux内核预备工作 理解Linux内核最好预备的知识点: 懂C语言 懂一点操作系统的知识 熟悉少量相关算法 懂计算机体系结构 Linux内核的特点: 结合了unix操作系统的一些基础概念...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。...图2 Linux内核体系结构 Linux内核的主要组件有:系统调用接口、进程管理、内存管理、虚拟文件系统、网络堆栈、设备驱动程序、硬件架构的相关代码。...Linux 源码树提供了一个驱动程序子目录,这个目录又进一步划分为各种支持设备,例如 Bluetooth、I2C、serial 等。设备驱动程序的代码可以在 ./linux/drivers 中找到。...,用户的应用程序,C库 (2)内核空间:内核空间包括,系统调用,内核,以及与平台架构相关的代码 ?

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    Linux 内核】宏内核与微内核架构 ( 操作系统需要满足的要素 | 宏内核 | 微内核 | Linux 内核动态加载机制 )

    文章目录 一、操作系统需要满足的要素 二、宏内核 三、微内核 四、Linux 内核动态加载机制 一、操作系统需要满足的要素 ---- 电脑上运行的 操作系统 , 是一个 软件 ; 设备管理 : 操作系统需要...---- 宏内核 : 内核代码 编译成 二进制文件 , 内核 运行在 一个 大内核 地址空间 中 , 可以 直接 访问 , 调用 内核代码 , 这种内核优点是 效率高 , 性能强 ; 下图中 , 最上层是...进行通信 , 微内核优点 : 稳定性好 , 实时性好 ; 微内核缺点 : 高度模块化 , 模块之间只能通过消息传递信息 , 效率低 ; 四、Linux 内核动态加载机制 ---- Linux 内核模块动态加载...: Linux 内核 使用了 模块设计 , 可以进行 动态加载 内核模块 ; Linux 内核的 核心实现 , 设备驱动实现 , 可以 编译成一个独立模块 , 这些独立模块可以被编译成 独立的目标文件..., 可以在运行时 , 动态 加载 / 卸载 内核模块 ; 开发简单 : Linux 内核模块引入 , 带来了很多便利 , 很多内核驱动 , 都可以 编译成动态 加载 / 卸载 的模块 , 驱动开发时

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    深度:一文看懂Linux内核Linux内核架构和工作原理详解

    结尾 ---- Linux内核预备工作 理解Linux内核最好预备的知识点: 懂C语言 懂一点操作系统的知识 熟悉少量相关算法 懂计算机体系结构 Linux内核的特点: 结合了unix操作系统的一些基础概念...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。...图2 Linux内核体系结构 Linux内核的主要组件有:系统调用接口、进程管理、内存管理、虚拟文件系统、网络堆栈、设备驱动程序、硬件架构的相关代码。...,用户的应用程序,C库 (2)内核空间:内核空间包括,系统调用,内核,以及与平台架构相关的代码 2.Linux体系结构要分成用户空间和内核空间的原因: 1)现代CPU通常都实现了不同的工作模式, 以ARM...下面是SPI驱动层次示意图,Linux中的SPI总线可理解为SPI控制器引出的总线: 和传统的驱动一样,platform机制也分为三个步骤: 1、总线注册阶段: 内核启动初始化时的main.c文件中的

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    探究Linux Kernel内核架构,让你成为真正的内核专家

    一、前言 本文是“Linux内核分析”系列文章的第一篇,会以内核的核心功能为出发点,描述Linux内核的整体架构,以及架构之下主要的软件子系统。...所以为了管理这些设备,Linux内核提出了如下的架构。 三、内核架构 3.1内核之作用 Linux内核为用户进程提供了虚拟机接口。...前100名进群领取,额外赠送一份价值699的内核资料包(含视频教程、电子书、实战项目及代码) 四、各子系统架构分析 4.1进程调度器架构 进程调度器是Linux内核中最重要的子系统。...4.4网络接口层架构 网络子系统允许Linux系统通过网络连接到其他系统。支持许多可能的硬件设备,以及可以使用的许多网络协议。...但只要能运行Linuxlinux的标准C库一定有。学会根据标准C库编写驱动,只要能拿到linux内核源码,拿到芯片手册,电路图…就能做开发。

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    Linux之父终于被劝动:用了30年的Linux内核C语言将升级至C11

    晓查 发自 凹非寺 量子位 | 公众号 QbitAI 还在使用89年版C语言Linux内核,现在终于要做出改变了。...今天,Linux开源社区宣布,未来会把内核C语言版本升级到C11,预计5.18版之后生效,也就是今年5月。...一个bug的连锁反应 问题的起源是来自上周的一次Linux社区讨论。 一位名叫Jakob Koschel的博士生,在研究阻止与内核链表primitive相关的预测执行漏洞时,发现了这样一个问题。...但是,现在Linux内核已将gcc的最低要求提升至5.1版,因此过去那些奇怪的bug应该不会有了。 而另一位核心开发者Arnd Bergmann认为,咱们完全可以升级到C11甚至更高版本。...接下来迁移到C11可能会导致一些意想不到的bug,但如果一切顺利,下一个Linus内核版本将正式转向C11。

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    Linux 内核Linux 内核源码结构 ( 下载 Linux 内核源码 | 使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 )

    文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...参考 【错误记录】解压 Linux 内核报错 ( Can not create symbolic link : 客户端没有所需的特权 | Windows 中配置 7z 命令行执行解压操作 ) 博客 ;...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用

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    Linux 内核Linux 内核源码结构 ( 下载 Linux 内核源码 | 使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 )

    文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用...按钮 , 此时就可以在 VSCode 中阅读 Linux 内核源码 ;

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    linux内核编程_linux内核是什么

    内核——操作系统的内在核心 设备驱动程序 启动引导程序 命令行shell 其他种类的用户界面—-操作系统的外在表象 基本的文件管理工具和系统工具 Linux内核的组成 Linux内核源代码目录结构是什么...记录哪些部分被编译入内核、哪些部分被编译为内核模块。 在Linux 内核中增加程序需要完成哪些工作? 将编写的源代码复制到Linux 内核源代码的相应目录。...将编写的s3c2410-led.c源代码复制到linux-2.6.15.5\drivers\char 目录。...次引导加载程序加载Linux内核和可选的初始RAM 磁盘,将控制权交给Linux内核源代码。 运行被加载的内核,并启动用户空间应用程序。...Linux下的C 编程 Linux中宏定义、变量名、函数名命名习惯是什么?

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