我对Linux概念架构的理解(2)

硬件设备驱动（hardware device drivers）、文件系统模块（logical filesystem modules）、网络设备驱动（network device drivers）和网络协议模块（network protocol modules）这四个模块的可扩展性最高。

五、系统中的数据结构

1. Task List 
   Process Scheduler 针对每个进程维护一个数据结构task_struct；所有的进程用链表管理，形成task list；process scheduler还维护一个current指针指向当前正在占用CPU的进程。

2. Memory Map 
   Memory Manager存储每个进程的虚拟地址到物理地址的映射；并且也提供了如何换出特定的页，或者是如何进行缺页处理。这些信息存放在数据结构mm_struct中。每个进程都有一个mm_struct结构，在进程的task_struct结构中有一个指针mm指向次进程的mm_struct结构。 
   在mm_struct中有一个指针pgd，指向该进程的页目录表（即存放页目录首地址）——>当该进程被调度时，此指针被换成物理地址，写入控制寄存器CR3(x86体系结构下的页基址寄存器)

3. I-nodes 
   VFS通过inodes节点表示磁盘上的文件镜像，inodes用于记录文件的物理属性。每个进程都有一个files_struct结构，用于表示该进程打开的文件，在task_struct中有个files指针。使用inodes节点可以实现文件共享。文件共享有两种方式：（1）通过同一个系统打开文件file指向同一个inodes节点，这种情况发生于父子进程间；（2）通过不同系统打开文件指向同一个inode节点，举例有硬链接；或者是两个不相关的指针打开同一个文件。

4. Data Connection 
   内核中所有的数据结构的根都在Process Scheduler维护的task list链表中。系统中每个进程的的数据结构task_struct中有一个指针mm指向它的内存映射信息；也有一个指针files指向它打开的文件（用户打开文件表）；还有一个指针指向该进程打开的网络套接字。

六、子系统架构

1. PROCESS SCHEDULER 架构

（1）目标

process scheduler是Linux kernel中最重要的子系统。系统通过它来控制对CPU的访问——不仅仅是用户进程对CPU的访问，也包括其余子系统对CPU的访问。

（2）模块

进程调度器

调度策略模块(scheduling policy module)：决定哪个进程获得对CPU的访问权；调度策略应该让所有进程尽可能公平得共享CPU。

• 体系结构相关模块(architecture-specific module)设计一组统一的抽象接口来屏蔽特定体系接口芯片的硬件细节。这个模块与CPU交互以阻塞和恢复进程。这些操作包括获取每个进程需要保存的寄存器和状态信息、执行汇编代码来完成阻塞或者恢复操作。

• （编辑：ASP站长网）