深入理解Linux Kernel内核整体架构(图文详解)

嘿，如果我们谈论Linux内核，它真的很复杂。
2 02 2 年我还在某个城市，那时候学习Linux内核真是让人不知所措。
内核架构，好吧，我得画个图来解释清楚了。
首先我们来说说核心功能，就是管理硬件设备，让应用程序能够运行。

然后内核架构分为五个主要子系统：进程调度、内存管理、虚拟文件系统、网络和进程间通信。
每个子系统都有自己的小宇宙。

流程规划意味着谁先跑、谁最后跑。
这一点非常重要，而且必须公平。
一个特定的进程不可能总是占用CPU。
内存管理是指内存的划分和使用方式。
它还需要虚拟内存，因此该进程可能会占用比实际内存更多的空间。

虚拟文件系统，名字听起来很复杂，但它实际上是将各种设备作为文件进行管理。
硬盘驱动器和网络受到同等对待。

网络子系统旨在使计算机能够访问并连接到互联网。
这也是非常关键的。

进程间通信是不同进程之间进行通信的方式。
虽然它不直接管理硬件，但仍然非常重要。

每个子系统下面还有更小的模块，比如：B、进程调度与策略和架构相关的调度器、内存管理与硬件相关的管理、虚拟文件系统与设备驱动、网络子系统与协议栈。

内核源码比较复杂。
它分为几个目录。
例如，“include”是头文件，“kernel”是核心代码，“mm”是内存管理，“fs”是文件系统，“net”是网络，“arch”是架构，“drivers”是设备驱动，“lib”是库函数，“crypt”是加密，“security”是安全，“virt”是虚拟化。

嘿，说起这个我就哭了。
我当时很困惑。
我花了很长时间才明白。
也许我有偏见，但Linux内核确实很深奥。

Linux内核分析：理解Linux操作系统的核心

Linux内核，说白了就是Linux系统的老大。
注意硬盘、内存等硬件以及CPU的工作原理。

流程管理： 只需关心正在运行的程序即可。
比如你打开浏览器或者微信，这些都是流程。
内核使用调度算法来确定哪个程序将首先使用CPU。

FCFS，先到先得，就像排队一样，老老实实排队。

SJF，最短的工作先完成，最快的先完成。

轮流方式，每个人轮流，每个人都被分配一定的时间。
您还需要考虑流程如何起源、如何结束以及如何处理状态更改。

内存管理： 物理内存是计算机中的RAM。
虚拟内存使程序认为内存很大，但实际上是使用硬盘作为缓存。

物理内存管理就是划分内存，用完再归还。

虚拟内存管理将程序感知到的地址转换为实际的物理地址。
还有页面交换。
如果内存不足，则首先将不常用的数据放在硬盘上。

文件系统的事情： Linux支持多种文件系统，例如ext4 、NTFS和FAT。
请小心保存、读取和删除文件的方式。
无论您使用哪种系统，操作都是相似的。

设备驱动程序： 只需照顾好鼠标和键盘等硬件设备即可。
允许这些设备与操作系统进行通信。

代码示例：
进程调度：您可以更改进程的优先级，看看是否可以运行得更快。

创建进程意味着打开一个新程序，为其指定参数，然后将其添加到进程列表中。

内存管理：使用kmalloc申请内存，使用kfree返回内存。

文件系统：打开文件，读取一些内容，然后关闭它。

说实话，内核相当复杂。
但当你拆开它时，每个模块都完全相同。
例如，流程规划不仅仅是排队并看看谁先完成工作。
内存管理（即分块）还不够。

Linux内核就是这样，它管理硬件并使程序能够运行。
如果你理解了它，你就会知道这个系统是如何工作的。