linux內(nèi)核有哪些模塊-創(chuàng)新互聯(lián)

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一、進(jìn)程調(diào)度模塊

Linux以進(jìn)程作為系統(tǒng)資源分配的基本單位，并采用動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程高級(jí)算法，保證各個(gè)進(jìn)程使用處理機(jī)的合理性。進(jìn)程調(diào)度模塊主要是對(duì)進(jìn)程使用的處理機(jī)進(jìn)行管理和控制。

【進(jìn)程創(chuàng)建】：

在Linux環(huán)境編程時(shí)，一般采用fork()/vfork()函數(shù)（fork 是 創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程，并把父進(jìn)程的內(nèi)存數(shù)據(jù)copy到子進(jìn)程中；vfork是 創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程，并和父進(jìn)程的內(nèi)存數(shù)據(jù)share一起用）來(lái)創(chuàng)建新的進(jìn)程，當(dāng)然，那是在用戶空間的函數(shù)，它會(huì)調(diào)用內(nèi)核中的clone()系統(tǒng)調(diào)用，由clone()函數(shù)繼續(xù)調(diào)用do_fork()完成進(jìn)程的創(chuàng)建。

fork()/vfork()/_clone--->clone()--->do_fork()--->copy_process()

【進(jìn)程撤銷(xiāo)】：

進(jìn)程終止后，需要通知內(nèi)核以便內(nèi)核釋放進(jìn)程所擁有的資源，包括內(nèi)存、打開(kāi)文件以及其他資源，如信號(hào)量。進(jìn)程終止的一般方式是調(diào)用exit()庫(kù)函數(shù)，該函數(shù)釋放C函數(shù)庫(kù)所分配的資源，執(zhí)行編程者所注冊(cè)的每個(gè)函數(shù)，并結(jié)束從系統(tǒng)回收進(jìn)程的那個(gè)系統(tǒng)調(diào)用。

【進(jìn)程切換】：

進(jìn)程切換又稱(chēng)為任務(wù)切換、上下文切換。它是這樣一種行為，為了控制進(jìn)程的執(zhí)行，內(nèi)核掛起當(dāng)前在CPU上運(yùn)行的進(jìn)程，并恢復(fù)以前掛起的某個(gè)進(jìn)程的執(zhí)行。

在本質(zhì)上，每個(gè)進(jìn)程切換由兩部分組成：

切換頁(yè)全局目錄以安裝一個(gè)新的地址空間；切換內(nèi)核態(tài)堆棧和硬件上下文，因?yàn)橛布舷挛奶峁┝藘?nèi)核執(zhí)行新進(jìn)程所需要的所有信息，包括CPU寄存器，主要有switch_to()函數(shù)完成。

【進(jìn)程調(diào)度】：

現(xiàn)代的Linux中，調(diào)度算法可以在固定時(shí)間內(nèi)（與可運(yùn)行進(jìn)程數(shù)量無(wú)關(guān)）選中要運(yùn)行的進(jìn)程。首先，我們必須知道進(jìn)程可以分為實(shí)時(shí)進(jìn)程與普通進(jìn)程。每個(gè)LInux進(jìn)程總是按照如下的調(diào)度類(lèi)型被調(diào)度：先進(jìn)先出的實(shí)時(shí)進(jìn)程、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的實(shí)時(shí)進(jìn)程、普通的分時(shí)進(jìn)程。調(diào)度算法根據(jù)進(jìn)程是普通進(jìn)程還是實(shí)時(shí)進(jìn)程而有很大不同。

二、進(jìn)程間通信模塊

進(jìn)程間通信主要用于控制不同進(jìn)程之間在用戶空間的同步、數(shù)據(jù)共享和交換。由于不同的用戶進(jìn)程擁有不同的進(jìn)程空間，因此進(jìn)程間的通信要借助于內(nèi)核的中轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般情況下，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程等待硬件操作完成時(shí)，會(huì)被掛起。當(dāng)硬件操作完成，進(jìn)程被恢復(fù)執(zhí)行，而協(xié)調(diào)這個(gè)過(guò)程的就是進(jìn)程間的通信機(jī)制。

進(jìn)程間通信模塊保證了Linux支持多種進(jìn)程間通信機(jī)制，包括管道、命名管道、消息隊(duì)列、信號(hào)量和共享內(nèi)存等。

三、內(nèi)存管理模塊

Linux的內(nèi)存管理模塊采用先進(jìn)的虛擬存儲(chǔ)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)多進(jìn)程的存儲(chǔ)管理。它提供了十分可靠的存儲(chǔ)保護(hù)措施，對(duì)進(jìn)程賦予不同的權(quán)限，用戶不能直接訪問(wèn)系統(tǒng)的程序和數(shù)據(jù)，保證了系統(tǒng)的安全性。同時(shí)，為每個(gè)用戶進(jìn)程分配一個(gè)相互獨(dú)立的虛擬地址空間。

四、文件系統(tǒng)模塊

Linux 的文件系統(tǒng)模塊采用先進(jìn)的虛擬文件系統(tǒng)(VFS)技術(shù)，屏蔽了各種文件系統(tǒng)的差別，為處理各種不同的文件系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的接口，支持多種不同的物理文件系統(tǒng)達(dá)90多種。同時(shí)，Linux把各種硬件設(shè)備看作一種特殊的文件來(lái)處理，用管理文件的方法管理設(shè)備，非常方便、有效。

五、網(wǎng)絡(luò)接口模塊

Linux具有最強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。網(wǎng)絡(luò)接口模塊通過(guò)套接字(Socket)機(jī)制實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)通信，并采用網(wǎng)絡(luò)層次模型提供對(duì)多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備的支持。

網(wǎng)絡(luò)接口提供了對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)和各種網(wǎng)絡(luò)硬件的支持。網(wǎng)絡(luò)接口一般分為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議部分負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)每一種可能的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序則主要負(fù)責(zé)與硬件設(shè)備進(jìn)行通信，每一種可能的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備都有相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。

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