内核Kernel只是操作系统的一部分,操作系统本身在内核之上还包含命令行shell和其他种类的用户界面。

通常内核包含:

  • 中断服务程序
  • 进程管理和调度程序
  • 内存管理程序
  • 进程同步方法
  • IO和设备等

在我的开发工作中,重点用到的是高亮的三个。

应用系统通过系统调用与内核通信:

关于系统调用和shell和库函数的说明,摘抄了网上的一段,如下:

  • 系统调用:为了我们方便调用内核,我们将内核的功能总结成为系统调用(system call)。系统调用看起来就像是的C语言函数,你也可以在程序中直接调用。Linux系统有两百多个这样的系统调用。系统调用给了上层程序一个清晰的接口,隐藏了内核的复杂结构。在命令行中输入$man 2 syscalls可以查看所有的系统调用。你也可以通过$man 2 read来查看系统调用read()的说明。
  • 库函数:由于系统调用非常基础,所以有时使用起来很麻烦。比如说一个简单的给变量分配内存空间的操作,就需要动用多个系统调用。Linux定义一些库函数(library routine)来将系统调用组合成某些常用的功能,以方便我们编程。比如上面的分配内存的操作,看以定义成为一个库函数(像malloc()这样的函数)。
  • Shell:至于shell,可以看作一种特殊的应用。实际上我们之前所说的命令行,就是shell。shell是一个命令解释器(interpreter),当我们输入"ls -l"的时候,它将此字符串解释为1) 在默认路径找到该文件(/bin/ls),2) 执行该文件,并附带参数"-l"。我们之前用>表示重新定向,用|表示管道,也是通过shell进行理解&或者|的含义,再通过系统调用指挥kernel建立具体的重定向或者管道机制。

关于用户态和内核态:

当一个任务(进程)执行系统调用而陷入内核代码中执行时,我们就称进程处于内核运行态(或简称为内核态)。此时处理器处于特权级最高的(0级)内核代码中执行。当进程处于内核态时,执行的内核代码会使用当前进程的内核栈。每个进程都有自己的内核栈。

内核空间和用户空间:

内核空间中存放的是内核代码和数据,而进程的用户空间中存放的是用户程序的代码和数据。不管是内核空间还是用户空间,它们都处于虚拟空间中。 内和空间和用户空间是隔离的,处于安全的考虑。

用户栈和内核栈:

内核在创建进程的时候,在创建task_struct的同事,会为进程创建相应的堆栈。每个进程会有两个栈,一个用户栈,存在于用户空间,一个内核栈,存在于内核空间。当进程在用户空间运行时,cpu堆栈指针寄存器里面的内容是用户堆栈地址,使用用户栈;当进程在内核空间时,cpu堆栈指针寄存器里面的内容是内核栈空间地址,使用内核栈。当进程因为中断或者系统调用而陷入内核态之行时,进程所使用的堆栈也要从用户栈转到内核栈。

单内核和微内核

操作系统内核可能是微内核,也可能是单内核(后者有时称之为宏内核Macrokernel)。按照类似封装的形式,这些术语定义如下:

微内核(Microkernelkernel)――在微内核中,内核按照功能模块被拆分为多个单独的进程,他们通过消息传递进行通讯。

单内核(Monolithic kernel)――单内核是个很大的进程。它的内部虽然也划分为多个模块,但是这些模块都在一个进程中。

单内核的支持者声称微内核的消息传递开销引起了效率的损失。微内核的支持者则认为因此而增加的内核设计的灵活性和可维护性能够弥补任何损失。

linux是单内核。

中断程序是当一个硬件的请求,如键盘按键按下的时候,键盘硬件向处理器发送终端命令,处理器放弃当前正在执行的工作来响应中断请求。这里大概介绍一下,不在详细研究。

linux内核 概念的更多相关文章

  1. Linux内核的基本概念

    Linux内核学习,推荐的书籍: <linux设备驱动开发详解第二版>.<Linux内核设计与实现第三版>.<嵌入式Linux应用开发完全手册> 第一篇:讲解Lin ...

  2. 菜鸟装逼指南--linux内核中听过就能记住的概念

    打算给我们部门弄个内部分享.发现大家对一些底层知识的认知停留在一句一句的,比如听说JVM使用-XX:-UseBiasedLocking取消偏向锁可以提高性能,因为它只适用于非多线程高并发应用.使用数字 ...

  3. linux内核中听过就能记住的概念

    打算给我们部门弄个内部分享.发现大家对一些底层知识的认知停留在一句一句的,比如听说JVM使用-XX:-UseBiasedLocking取消偏向锁可以提高性能,因为它只适用于非多线程高并发应用.使用数字 ...

  4. Linux内核中网络数据包的接收-第一部分 概念和框架

    与网络数据包的发送不同,网络收包是异步的的.由于你不确定谁会在什么时候突然发一个网络包给你.因此这个网络收包逻辑事实上包括两件事:1.数据包到来后的通知2.收到通知并从数据包中获取数据这两件事发生在协 ...

  5. Linux内核设计与实现笔记_1_基本概念

    Linux内核设计与实现笔记_1_基本概念 操作系统 系统这个词包含了操作系统和所有运行在它上面的应用程序.操作系统是指在整个系统中负责完成分最基本功能和系统管理的那些部分,这些部分应该包括: 内核, ...

  6. linux内核,驱动,应用程三者的概念和之间的关系

    驱动程序属于内核的一个部分.准确的说是内核的一个组件.不包含驱动的内核也叫做内核,并且这也是我们常说的内核.内核要干的事情无非5件. 1,内存管理 2,虚拟文件系统 3,进程调度 4,网络接口 5,进 ...

  7. Linux内核之 基本概念

    一直想写写Linux内核的文章,特别是进程这方面的,说实话,不好写,也不太敢写:)直到遇到了一本好书.<Linux内核设计与实现>,原书<Linux Kernel Developme ...

  8. <Linux内核源码>文件系统VFS内核4.0.4版本基本概念源码

    题外话:Linux内核从2.x和3.x到现在最新的4.x变化非常大,最直观的表现就是很多书上的内核代码已经无法直接继续使用,所以看看新的源码是非常有意义的! (下文中的内核源码都来自于 kernel ...

  9. Linux 内核版本命名

    Linux 内核版本命名在不同的时期有其不同的规范,我们熟悉的也许是 2.x 版本奇数表示开发版.偶数表示稳定版,但到 2.6.x 以及 3.x 甚至将来的 4.x ,内核版本命名都不遵守这样的约定. ...

随机推荐

  1. PHP读取TXT中文乱码的解决方法

    //$fname文件名称 if ($fname = $_FILES['nickname']['tmp_name']) { //file_get_contents() 函数把整个文件读入一个字符串中. ...

  2. Linux文件属性拓展知识

    文件删除恢复ext3grep,应该多养成好习惯,先备份在操作:要能快速还原,不容易还原,先通过多套测试环境测试,然后在操作. 企业面试题: 一个100M(100000K)的磁盘分区,分别写入1K的文件 ...

  3. autossh

    LDAP:用old HK login SSH转发:/root/.nat_rules/opay-new root@ldap opay-new]# cat maria1-dw-60000 #!/bin/b ...

  4. [Agc036C]Triangle_数学

    Triangle 题目链接:https://atcoder.jp/contests/agc036/tasks/agc036_a 题解: 我开始的时候以为是$Millar-Rabin$加$Pollard ...

  5. SpringBoot整合MyBatis完成用户查询

    接上面工程代码,可以参考:https://www.cnblogs.com/braveym/p/11349409.html 1 .在 mapper 接口中以及映射配置文件中添加相关代码 修改UserMa ...

  6. Git--上手Github

    1.创建远程仓库 无论在之后的第二步你是想从本地到远程还是远程到本地,创建远程仓库是第一步肯定的.(推荐克隆本地,然后把本地的代码拷入,然后add push) 因为clone ,github会帮忙创建 ...

  7. drf-更新四大接口-单改整体-单改局部-群改整体-群改局部-04

    目录 复习 基于前一天序列化基础 整体单改 单与整体局部修改 复习 """ 1.ModelSerializer序列化类 models.py class BaseModel ...

  8. springMvc改造springboot2.0踩坑

    1. 支持jsp applicaiton.proerties添加配置 #指定视图解析路径前缀 spring.mvc.view.prefix=/WEB-INF/jsp/ #指定视图解析后缀 spring ...

  9. 【原创】大叔经验分享(71)docker容器中使用jvm工具

    java应用中经常需要用到jvm工具来进行一些操作,如果java应用部署在docker容器中,如何使用jvm工具? 首先要看使用的docker镜像, 比如常用的openjdk镜像分为jdk和jre,只 ...

  10. 利用宏方便地书写raw string literals

    以前一直没用过标准库的regex,今天写一个hlsl的解析工具的时候用了一下,发现用字符串字面值写regular expression的时候非常不方便,特别是每个“\”字符都要被识别为转义,只能写成“ ...