深入浅出:探索 Linux 架构(查看linux架构)

随着计算机时代的到来,Linux 操作系统已经成为近30年来系统架构的主流选择。Linux 是一种自由和开放源操作系统,其代码是由社区维护的开放源代码项目,其裸机系统通常被部署在嵌入式设备上。Linux 操作系统的核心架构可以分为以下几个组成部分:内核、启动器、设备驱动程序、文件系统和应用程序。

首先,Linux内核是操作系统中所有组件运行的能力提供者,内核管理并管理系统中的内存、CPU 和硬件、文件等,为其他组件提供支持和通信,并为应用程序提供抽象,作为架构的最重要组成部分,往往是系统中最复杂的部分。它包括多个编程语言的代码,主要是C和Assembly,它控制系统的启动,配置硬件和其他组件,创建用户会话,执行运行时配置等等。例如,下面的代码段显示了内核时间片调度:

unsigned long __sched_text_start, __sched_text_end; 
extern struct sched_entity *__start_sched_entities(unsigned long start, unsigned long end);
struct sched_entity *__init_sched_entities(void)
{
return __start_sched_entities(__sched_text_start, __sched_text_end);
}

其次,启动器是关键的中间步骤,在内核启动之前,它将分析配置内存并加载内核,并初始化内核所需的启动参数。主要的启动器是GRUB,它是一种多引导程序,通过在引导程序开始前分析特定内容来装载内核,并从内核开始整个系统启动过程。

接下来,设备驱动程序是为特定设备提供抽象层的重要部件,它将应用程序与特定硬件设备相连接,并根据程序的要求驱动设备,驱动程序通常由供应商和社区维护,通常是独立的动态链接库,并且依赖系统的特定内核版本。

此外,文件系统是构建应用程序的基础,它允许应用程序和内核访问数据文件、消息和配置,文件系统可以确保数据的一致性和安全性,用户可以控制文件访问权限,并提供对大量文件的管理支持。主要的文件系统是ext4和xfs,它们允许更高的性能和数据完整性。

最后是应用程序组件,它是系统中所有应用程序构建的基础,它提供系统用户界面和服务,如图形界面、网络服务和文件服务等,其中常见的应用程序有 Apache、MySQL和PHP 等。

总而言之,Linux 架构的核心由内核、启动器、设备驱动程序、文件系统和应用程序组成,其目的是为系统提供抽象和支持,确保系统的可靠性和安全性。所有组件都互相配合,实现系统功能,同时也满足用户的各种要求。


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