Linux内核初探5

Linux内核初探5

系统调用：

   What：用户进程与内核交互的经典方法。

          进程管理：创建了新的进程，查询信息，调试。

          发送信号，定时器及相关处理机制。

          对各种文件进行操作。

          创建，删除和重命名目录。

          保护机制：读取和变更UID/GID，命名空间的处理。

          定时器函数：定时器函数和统计信息。

          用户进程要从用户状态切换到核心态，并将系统关键任务委派给内核执行，系统调用是必由之路。

 

设备驱动程序，块设备和字符设备：

字符设备：

         提供连续的数据流，应用程序可以顺序读取，通常不支持随机存取。（调制解调器是典型的字符设备）。

块设备：

         应用程序可以随机访问设备数据，程序可自行确定读取数据的位置。硬盘是典型的块设备，应用程序可以寻址磁盘上的任何位置。数据的读写只能以块（通常512B）的倍数进行。且不支持基于字符的寻址。内核为提高系统性能广泛的使用了缓存机制。

 

文件系统

存储使用了层次式文件系统。文件系统使用目录结构组织存储数据，并将其它信息与实际数据关联起来。

内核必须提供一个额外的软件层，将各种底层文件系统的具体特性与应用层（和内核自身）隔离起来。该软件层称为VFS，虚拟文件系统或虚拟文件系统交换器VFS是向下的接口同时也是向上的接口。

 

模块和热插拔

   目的：用于在运行时动态地向内核添加功能，驱动程序，文件系统，网络协议等。

   运行环境：内核空间，需要提供某些引导代码段。

   必要性：支持热插拔。

   特性：可以支持多种移动设备，内核自身的大小却不会发生膨胀。

   二进制代码的模块有一定危险性。

缓存：

       内核使用缓存来改进系统性能。由于内核是通过基于页的内存映射来实现访问块设备的，因此缓存也按页组织，也就是说整页都缓存起来，故称为页缓存。

   块缓存用于缓存没有组织成页的数据，慢慢被取代。