1、Linux 内核结构与进程管理,Linux系统结构,Linux kernel: 开放源代码的linux操作系统内核,目前版本为2.6,Linux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
2、建网标准和网络硬件的访问。5. 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),所以说linux内核是单块结构(monolithic)的,而windows体系结构是微内核(microkernel)的。,Linux启动流程,从BIOS到KERNEL MBRKERNELKERNEL自解压内核初始化内核启动(start_kernel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 th
3、read),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时会运行的脚本/sbin/mingetty(或getty)#等待用户登录 /etc/inittab中指定了系统的运行级别(RUNLEVEL),init根据运行
4、级别启动相关的服务(一些后台进程),实现不同的功能。 RUNLEVEL:06 0:halt, 1:单用户,2:多用户,3:多用户并启动NFS服务 4:保留,5:运行xdm(X window)以图形界面方式登录 6:reboot,Linux中用户登陆流程,linux进程的四要素,程序PCB 地址空间 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
5、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,身份信息:pid,uid,gid,euid,egid等; 状态信息:running, interruptible, non-interruptible, stopped, zombie 调度信息:policy, priority, rt_priorty, need_resched policy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IPC信息:如定义
6、对某些信号的处理等 家族信息:父进程、兄弟进程、子进程信息 时钟和定时信息 文件系统 存储管理,进程的创建,进程创建:fork , clone, vfork父子进程共享资源的形式a.不共享(fork时缺省)b.部分共享c.完全共享(线程),#include int myvar=0;void main() int pid; pid = fork(); /system call if (pid 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),