Linux系統的學習小結

點擊數：42019-04-01 17:15:14　來源: 深圳網站建設,微信APP開發,網店裝修,藝之都網絡公司官網

一、Linux內核的結構與組成
Linux是一種自由軟件，也是開源軟件，它是一款類Unix系統。


Linux采用模塊化設計，將接口與其實現分離開來，保證一個模塊可以在不影響其他模塊的情況下進行修改，這其實就是單內核的內核結構所決定的特性。Linux還支持動態裝載內核模塊，允許根據特定設備的需要或者用戶的指令動態地加載或卸載部分內核代碼。


Linux還支持內核線程，為了讓內核能并行執行多幾個流，防止在處理異步事件時可能的阻塞，Linux使用內核線程將內核分成幾個功能模塊。內核線程的調度由內核負責，一個內核線程處于阻塞狀態時不影響其他的內核線程。


下圖顯示了Linux操作系統的基本組織結構。上層運行在用戶空間，下層運行在內核空間。


                                           


Linux系統中，Linux內核運行在單獨的內核地址空間，系統調用也在內核空間實現；每個用戶進程則使用自己的虛擬地址空間。GLIBC是可移植的標準C庫函數實現，提供標準I/O和標準流的一系列接口。應用程序通過GLIBC調用通用函數和內核的內部功能。當應用程序進行系統調用時，GLIBC提供掛鉤函數通過一系列操作在用戶空間和內核空間之間進行轉化。


Linux的內核空間大致可以劃分為如下三個層次：


最上層是系統調用接口，是內核與應用程序進行交互的唯一接口，應用程序/GLIBC通過系統調用訪問內核中的特定函數，以實現特定的服務。


最下層是BSP，這部分代碼用于支持特定體系結構的處理器和特定的硬件平臺，例如引導加載程序，以及與DMA、MMU設置、中斷處理相關的代碼等。


中間層是內核的核心部分，是確保Linux所支持的所有處理器體系結構通用的代碼。它的主要功能是管理系統資源、確保系統安全和隔離保護各個用戶等。Linux內核內部包含了若干相互關聯的組成部件，主要有：


（1）初始化部件；（2）進程調度器；（3）內存管理器；（4）虛擬文件系統；（5）網絡接口；（6）進程間通信；（7）可加載模塊；（8）設備驅動程序。






上圖顯示了Linux內核中各個組件的關系。處于中心位置的是進程調度，所有其它的子系統都依賴于該組件控制進程的執行。舉例而言，當某進程通過網絡接口發送信息時，網絡接口組件會將該進程掛起，直到硬件成功地完成消息的發送后，網絡接口向該進程返回代表操作成功或失敗的代碼并喚醒該進程。


二、Linux的實時化技術
作為自由和開源的操作系統軟件，Linux以其代碼開放性、強大的網絡功能和接近于零的成本成為中低端服務器和臺式工作站的理想操作環境，被眾多廠商和用戶所支持。


嵌入式Linux是對通用Linux操作系統進行裁剪修改并使之適應嵌入式環境的操作系統。它兼收并蓄了互聯網上豐富的Linux開源資源，又具有嵌入式操作系統的特性。嵌入式Linux的主要改進集中在實時性增強、內核精簡、支持多種體系結構等方面。Linux的實時化技術主要體現在三個方面，分別是：


（1）內核補丁方式，如MontaVistaLinux；（2）雙內核方式，如RTLinux；（3）超微內核方式，如ADEOS。