linux地平线

编辑于 2021-09-02 21:22

深度剖析Linux内核四大核心框架

一、进程调度
1、task_struct结构在内存的存放与内核栈是不可分离。每个进程都有自己的内核栈。当进程从用户态进入内核时，CPU就自动地设置该进程的内核栈。也就是讲，CPU从任务状态段TSS中装入内核栈指针esp。

在lntel系统中，栈起始于末端，并朝这个内存区开始的方向增长。进程描述符存放在从0x018fa000开始的地址，只要把数据写进栈中，esp的值就递减。

图片说明

通过这个联合结构可以看出，内核栈系统规划占用8KB内存区。实际上进程task_struct结构所占的内存由内核动态分配的，更准确的讲，内核根本不给task_struct分配内存，而仅给内核栈分配8KB的内存。task_struct结构大小占用1K字节左右，内核栈的大小不能超7KB(对于内核栈完全足够)。

为何要将内核栈与task_struct放在一起有什么好处:

a. 内核可以方便而快速地找到这个结构;
b. 避免在创建进程时动态分配额外的内存;
c. task_struct结构的起始地址总是开始于页大小(page_size)的边界。

上面这段代码相当一组汇编指令(设置p是指向当前进程task_struct结构的指针)

movl $0xffffe000,%ecx
andl %esp,%ecx
movl %ecx,p

Linux内核四大核心框架配套视频教程

2、内核线程

内核线程(thread)或叫守护进程(daemon)，在OS中占据相当大的比例，当Linux OS启动之后，尤其是Xwindows也启动之后，我们可以用ps命令查看系统中的进程，但我们会发现很多以'd'结尾的进程名，这些进程就是内核线程。
内核线程也可以叫做内核任务，它们周期性地执行，比如，磁盘高速缓存的刷新网络连通的维护，页面的换入换出等。

Linux OS内核线程与普通进程有本质的区别:

a. 内核线程执行的是内核中的函数，而普通进程只有通过系统调用才能够执行内核中的函数;
b. 内核线程只运行在内核戊，而普通进程既可以运行在用户态，也可以运行在内核态;
c. 因为内核线程指只运行在内核态，它只能使用大于PAGE_OFFSET(3G)的地址空间。另一个方面，不管在用户态还是内核态，普通进程可以使用4GB地址空间。

内核线程是由kernel_thread()函数的内核态下进行创建。系统中大部分的内核线程是在系统的启动过程中建立:的。

Linux内核四大核心框架配套视频教程

3、Linux调度程序 ---> 基本原理及调度算法

调度的实质就是资源的分配，系统通过不同的调度算法来实现资源分配。非常优先的调度算法考虑因素:公平、高效、周转时间、响应时间、吞量。

调度算法:

a. 时间片轮转调度算法: 时间片(time slice)就是分配给进程运行的一段时间。
b. 优先权调度算法（非抢占式优先权算法、抢占式优先调度算法)
c. 多级反馈队列调度: 这种调度算法本质:综合时间片轮转调度和抢占式优先权调度的优点,优先权高的进程先运行给定的时间片，相同优先权的里程轮流进行给定时间片。
d. 实时调度(实时系统，就是系统对外部事件有求必应、尽快响应)。

Linux内核四大核心框架配套视频教程

4、Linux进程何时调度

a. 进程状态转换的时刻:进程终止、进程睡眠;
b. 当前进程的时间片用完;
c. 设备驱动程序;
d. 进程从中断、异常、系统调用返回到用户态时。

二、内存管理

Intel 368的段机制和页机制是Linux实现虚拟存储管理的一种硬件平台。Linux内存管理主要体现在虚拟内存管理。虚拟内存管理功能:进程保护、内存映射、共享虚拟内存。
Linux虚拟内存结构见PDF文档。
实现虚拟内存组成模块，大部分代码放在/mm目录的。
因为每个进程可以通过系统调用进入内核，Linux内核由系统内的所有进程共享。

Linux内核四大核心框架配套视频教程

2024最新求职资料大礼包领取

大家都在关注

校招日程表笔试日历 ai模拟面试面试宝典剑指offer 知识点专项练习

已采纳

采纳

精彩回帖

精彩

全部评论

(1) 回帖

加载中...

话题同步到我的动态回帖

深度剖析Linux内核四大核心框架

已采纳

精彩回帖

全部评论

推荐话题

近期热帖

近期精华帖

热门推荐

深度剖析Linux内核四大核心框架

已采纳

精彩回帖

全部评论

推荐话题

相关热帖

近期热帖

近期精华帖

热门推荐