Linux内核作为开源操作系统的核心,其架构设计具有高度模块化与可扩展性。以下是关键架构层级与功能模块的解析:
📦 整体架构分层
用户空间
- 包含应用程序与库文件
- 通过系统调用与内核交互
- 📌 深入理解用户空间与内核空间
内核空间
- 管理硬件资源与系统安全
- 分为进程调度、内存管理、虚拟文件系统、网络协议栈等子系统
- Linux内核架构图
硬件抽象层
- 提供与硬件无关的接口
- 支持多种CPU架构(x86、ARM、MIPS等)
- 🧠 通过设备驱动模型实现硬件兼容性
- 设备驱动模型
⚙️ 核心模块解析
进程调度器
- 使用完全公平调度算法(CFS)
- 进程调度
内存管理子系统
- 实现虚拟内存与物理内存映射
- 支持NUMA架构优化
- 内存管理
文件系统抽象
- **VFS(虚拟文件系统)**统一管理多种文件系统
- 提供inode与super_block核心数据结构
- 文件系统结构
📈 架构特点
- 模块化设计:通过
insmod
/rmmod
动态加载/卸载模块 - 可移植性:支持300+种硬件平台
- 开源生态:GitHub仓库地址:https://github.com/torvalds/linux
- 安全性:引入**LSM(Linux安全模块)**框架
- 架构对比图
📚 扩展阅读
本内容基于Linux 5.15内核文档整理,如需最新动态可查看官方博客