linux切换到开头,Linux操作系统开篇！

内核直接坐落在硬件上&＃xff0c;内核的主要作用就是 I/O 交互、内存管理和控制 CPU 访问。上图中还包括了 中断 和 调度器&＃xff0c;中断是与设备交互的主要方式。中断出现时调度器就会发挥作用。这里的低级代码停止正在运行的进程&＃xff0c;将其状态保存在内核进程结构中&＃xff0c;并启动驱动程序。进程调度也会发生在内核完成一些操作并且启动用户进程的时候。图中的调度器是 dispatcher。

注意这里的调度器是 dispatcher 而不是 scheduler&＃xff0c;这两者是有区别的 scheduler 和 dispatcher 都是和进程调度相关的概念&＃xff0c;不同的是 scheduler 会从几个进程中随意选取一个进程&＃xff1b;而 dispatcher 会给 scheduler 选择的进程分配 CPU。

然后&＃xff0c;我们把内核系统分为三部分。

I/O 部分负责与设备进行交互以及执行网络和存储 I/O 操作的所有内核部分。

从图中可以看出 I/O 层次的关系&＃xff0c;最高层是一个虚拟文件系统&＃xff0c;也就是说不管文件是来自内存还是磁盘中&＃xff0c;都是经过虚拟文件系统中的。从底层看&＃xff0c;所有的驱动都是字符驱动或者块设备驱动。二者的主要区别就是是否允许随机访问。网络驱动设备并不是一种独立的驱动设备&＃xff0c;它实际上是一种字符设备&＃xff0c;不过网络设备的处理方式和字符设备不同。

上面的设备驱动程序中&＃xff0c;每个设备类型的内核代码都不同。字符设备有两种使用方式&＃xff0c;有一键式的比如 vi 或者 emacs &＃xff0c;需要每一个键盘输入。其他的比如 shell &＃xff0c;是需要输入一行按回车键将字符串发送给程序进行编辑。

网络软件通常是模块化的&＃xff0c;由不同的设备和协议来支持。大多数 Linux 系统在内核中包含一个完整的硬件路由器的功能&＃xff0c;但是这个不能和外部路由器相比&＃xff0c;路由器上面是协议栈&＃xff0c;包括 TCP/IP 协议&＃xff0c;协议栈上面是 socket 接口&＃xff0c;socket 负责与外部进行通信&＃xff0c;充当了门的作用。

磁盘驱动上面是 I/O 调度器&＃xff0c;它负责排序和分配磁盘读写操作&＃xff0c;以尽可能减少磁头的无用移动。

I/O 右边的是内存部件&＃xff0c;程序被装载进内存&＃xff0c;由 CPU 执行&＃xff0c;这里会涉及到虚拟内存的部件&＃xff0c;页面的换入和换出是如何进行的&＃xff0c;坏页面的替换和经常使用的页面会进行缓存。