Linux内核结构与进程管理.ppt

1、Linux内核结构与进程管理nLinux系统结构Linux kernel:开放源代码的linux操作系统内核，目前版本为2.6Linux内核组成1.进程调度程序（S C H E D）负责控制进程访问C P U。保证进程能够公平地访问C P U，同时保证内核可以准时执行一些必需的硬件操作。2.内核管理程序（M M）使多个进程可以安全地共享机器的主存系统，并支持虚拟内存。3.虚拟文件系统（V F S）。通过提供一个所有设备的公共文件接口，V F S抽象了不同硬件设备的细节。此外，V F S支持与其他操作系统兼容的不同的文件系统格式。4.网络接口（N E T）提供对许多建网标准和网络硬件的访问。5.

2、进程间通信（I P C）子系统为进程与进程之间的通信提供了一些机制。这些子系统虽然实现的功能相对独立，但存在着较强的依赖性（调用依赖模块中相应的函数）这些子系统虽然实现的功能相对独立，但存在着较强的依赖性（调用依赖模块中相应的函数），所以说，所以说linuxlinux内核是内核是单块结构（单块结构（monolithicmonolithic）的，而的，而windowswindows体系结构是体系结构是微内核微内核(microkernel)(microkernel)的。的。Linux启动流程1.从BIOS到KERNEL MBRKERNELKERNEL自解压内核初始化内核启动（start_kerne

3、l函数，在linux内核源代码树的/usr/src/linux/init/main.c中）2.内核启动：创建1进程并执行，由它创建若干内核线程（kernel thread），然后装入并执行程序/sbin/init（变成一个用户进程）。此后，init根据/etc/inittab配置文件来执行相应的脚本进行系统初始化，如设置键盘、字体，装载模块，设置网络等 对于Redhat来说，执行的顺序为：/etc/rc.d/rc.sysinit#由init执行的第一个脚本/etc/rc.d/rc$RUNLEVEL#$RUNLEVEL为缺省的运行模式/etc/rc.d/rc.local#运行模式2、3、5时会运

4、行的脚本/sbin/mingetty（或getty）#等待用户登录1./etc/inittab中指定了系统的运行级别（RUNLEVEL），init根据运行级别启动相关的服务（一些后台进程），实现不同的功能。2.RUNLEVEL:063.0：halt，1：单用户，2：多用户，3：多用户并启动NFS服务4.4：保留，5：运行xdm（Xwindow）以图形界面方式登录5.6：reboot Linux中用户登陆流程linux进程的四要素进程的四要素n程序nPCB n地址空间 n系统堆栈空间 PCB：进程创建时内核为其分配的一个核心数据结构，进程自身不能直接存取。系统堆栈空间：进程运行在核心态时使用的堆

5、栈，和PCB连在一起，共8KB，其中PCB约占1000字节，系统堆栈空间约占7200字节。2.2内核中linux进程个数有最大值限制（4092）。但2.4以后，系统中的进程个数受限于系统的物理内存数，即限定所有进程的PCB及系统堆栈（8K）占用的空间1/2的物理内存总和。例64M内存：进程数64M/2/8K=4K PCB中的重要信息n身份信息：pid,uid,gid,euid,egid等；n状态信息：running,interruptible,non-interruptible,stopped,zombie n调度信息：policy,priority,rt_priorty,need_resch

6、ed npolicy即进程的类别，分SCHED_FIFO,SCHED_RR,SCHED_OTHER三种，前两种为实时进程，后一种为非实时进程nIPC信息：如定义对某些信号的处理等 n家族信息：父进程、兄弟进程、子进程信息 n时钟和定时信息 n文件系统 n存储管理 进程的创建n进程创建：fork,clone,vforkn父子进程共享资源的形式na.不共享（fork时缺省）nb.部分共享nc.完全共享（线程）#include#include intint myvarmyvar=0;=0;void main()void main()intint pidpid;pidpid=fork();/system call=fork();/system call if(if(pidpid 0)/error occurred 1000）分时进程：weight=counter+20 nice （1000）其中：rt_priority：是实时进程的优先级 counter：进程还剩余的时间片值 nice:进程优先级的调整值 （均在进程的PCB中标识）硬件时钟（晶振，CMOS电路）定时器8253中断控制器8259CPU