Linux内核简介

Linux体系结构

Linux由用户空间和内核空间两部分组成。

为什么Linux系统会被划分为用户空间与内核空间？

现代CPU通常实现了不同的工作模式，以ARM为例，实现了7种工作模式：用户模式（usr）、快速中断(fiq)、外部中断(irq)、管理模式（svc）、数据访问中止(abt)、系统模式(sys)、未定义指令异常(und)

Linux系统利用了CPU的这一特性，使用了其中的两级来分别运行Linux内核与应用程序，这样使操作系统本身得到充分的保护。

内核空间与用户空间是程序执行的两种不同状态，通过系统调用和硬件中断能够完成从用户空间到内核空间的转移。

Linux内核架构

l 系统调用接口

SCI 层为用户空间提供了一套标准的系统调用函数来访问Linux内核，搭起了用户空间到内核空间的桥梁。

l 进程管理

进程管理的重点是创建进程（fork、exec），停止进程（kill、exit），并控制它们之间的通信（signal 或者 POSIX 机制）。进程管理还包括控制活动进程如何共享CPU，即进程调度。

l 内存管理

内存管理的主要作用是控制多个进程安全地共享内存区域。

l 网络协议栈

内核协议栈为Linux提供了丰富的网络协议实现。

l 虚拟文件系统（VFS）

VFS隐藏各种文件系统的具体细节，为文件操作提供统一的接口。

l 设备驱动

Linux 内核中有大量代码都在设备驱动程序中，它们控制特定的硬件设备。