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linux核心管理不包含的子系統是什麼

2023-02-17 06:02:19

linux核心管理不包含的子系統是「硬體管理系統」。計算機的硬體主要包括記憶體、中央處理器（CPU）、輸入/輸出（I/O）裝置和硬碟等多個部分；在linux中，硬體要根據不同的種類分屬於不同的子系統管理，例如CPU屬於CPU管理系統的範圍，記憶體屬於記憶體管理系統，顯示卡屬於裝置管理系統。

本教學操作環境：linux7.3系統、Dell G3電腦。

Linxu核心主要管理的子系統分為：

（1） CPU管理系統：有時也稱為程序管理系統，主要功能在於合理控制CPU的執行時間。Linux採用分時方式保證所有程序都能被執行到，也可以設定程式執行的順序和優先順序，並可在規定的時間和條件下執行指定的任務。

（2） 記憶體管理系統：有時也稱為儲存管理系統、主要管理記憶體的使用。Linux採用虛擬儲存技術，可利用硬碟空間擴充記憶體。當程式剛被執行時，只為其分配虛擬記憶體空間，只有當執行到必須用到的程式段和資料時，才調入實體記憶體。

（3） 檔案管理系統：主要管理檔案儲存的方式、位置和空間大小等。Linux採用虛擬檔案系統技術、可使用多種檔案系統。

（4） 裝置管理系統：主要管理外部裝置。Linux按照資料交換的特點，將所有裝置分為三類：字元裝置、塊裝置和網路裝置。

linux核心管理不包含的子系統是「硬體管理系統」。

計算機的硬體主要包括記憶體（RAM）、中央處理器（CPU）、輸入/輸出（I/O）裝置和硬碟（Hard Disk），全部是由linux核心（Kernel）來進行管理。

因此硬體要根據不同的種類分屬於不同的子系統管理，例如CPU屬於CPU管理系統的範圍，記憶體屬於記憶體管理系統，顯示卡屬於裝置管理系統。

作業系統能讓計算機硬體準確無誤的工作，可以這樣認為，作業系統就是核心與其提供的介面工具，它們之間的關係下圖所示。

1.gif

Linux 硬體資源管理

檢視系統 PCI 裝置

lspci 用於列出所有的 PCI 裝置，比如主機板、音效卡、顯示卡和網路卡等，也會把 USB 介面裝置顯示出來，語法格式：lspci [引數]

基本顯示模式：

引數作用
-mm生成機器可讀輸出（單個 -m 表示過時的格式）
-t顯示匯流排樹

顯示選項：

引數作用
-v冗餘（-vv 或 -vvv 用於更高的冗餘度）
-k顯示處理每個裝置的核心驅動程式
-x顯示設定空間標準部分的十六進位制轉儲
-xxx顯示整個設定空間的十六進位制轉儲（危險；僅限 root）
-xxxx顯示 4096 位元組擴充套件設定空間的十六進位制轉儲（僅限 root）
-b匯流排中心檢視（匯流排看到的地址和 IRQ）
-D始終顯示域名
-P除顯示匯流排和裝置編號外，還顯示網橋路徑
-PP除顯示匯流排和裝置編號外，還顯示匯流排路徑

將裝置 ID 解析為名稱：

引數作用
-n顯示數位 ID
-nn顯示文字和數位 ID（名稱和數位）
-q通過 DNS 查詢 PCI ID 資料庫中的未知 ID
-qq同上，但重新查詢本地快取的條目
-Q通過 DNS 查詢 PCI ID 資料庫中的所有 ID

裝置選擇：

引數作用
-s[[[[]：]]：][][.[]]僅顯示選定插槽中的裝置
-d[]：[][：]僅顯示具有指定 ID 的裝置

其他選項：

引數作用
-i使用指定的 ID 資料庫，而不是 /usr/share/hwdata/pci.ids
-p在給定檔案中查詢核心模組，而不是預設 mode.pcimap
-M啟用 「匯流排對映」 模式（危險；僅限 root）

PCI 存取選項：

引數作用
-A使用指定的 PCI 存取方法（有關列表，請參見 「-A help」）
-O=設定 PCI 存取引數（有關列表，請參見 「-O help」）
-G啟用 PCI 存取偵錯
-H>使用直接硬體存取（=1 或 2）
-F從給定檔案讀取 PCI 設定轉儲

example：

lspci

00:00.0 Host bridge: Intel Corporation 440BX/ZX/DX - 82443BX/ZX/DX Host bridge (rev 01)    # 整合主機板裝置的型別
00:01.0 PCI bridge: Intel Corporation 440BX/ZX/DX - 82443BX/ZX/DX AGP bridge (rev 01)
00:07.0 ISA bridge: Intel Corporation 82371AB/EB/MB PIIX4 ISA (rev 08)
00:07.1 IDE interface: Intel Corporation 82371AB/EB/MB PIIX4 IDE (rev 01)
00:07.3 Bridge: Intel Corporation 82371AB/EB/MB PIIX4 ACPI (rev 08)
00:07.7 System peripheral: VMware Virtual Machine Communication Interface (rev 10)
00:0f.0 VGA compatible controller: VMware SVGA II Adapter    # VGA 顯示卡裝置
00:1b.0 Class 0403: Intel Corporation 82801G (ICH7 Family) High Definition Audio Controller (rev 01)    # Intel 音效卡裝置。
00:10.0 SCSI storage controller: LSI Logic / Symbios Logic 53c1030 PCI-X Fusion-MPT Dual Ultra320 SCSI (rev 01)
00:11.0 PCI bridge: VMware PCI bridge (rev 02)
00:15.0 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:15.1 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
......省略部分內容
02:00.0 USB controller: VMware USB1.1 UHCI Controller    # USB 介面裝置
02:01.0 USB controller: VMware USB2 EHCI Controller
02:02.0 SATA controller: VMware SATA AHCI controller    # SATA 控制器，表明系統是 SATA 系列硬碟
03:00.0 Ethernet controller: VMware VMXNET3 Ethernet Controller (rev 01)    # 百兆網路卡裝置
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檢視 CPU 資訊

在 siblings 和 cpu cores 值之間有個對應關係，如果 siblings 是 cpu cores 的兩倍，則說明系統支援超執行緒，並且超執行緒已開啟；如果 siblings 和 cpu cores 一致，則說明系統不支援超執行緒，或者超執行緒未開啟

cat /proc/cpuinfo

processor       : 0    # 邏輯處理器的唯一識別符號
vendor_id       : GenuineIntel    # 處理器型別
cpu family      : 6
model           : 85
model name      : Intel(R) Xeon(R) Silver 4214R CPU @ 2.40GHz    # cpu 的名稱，型號，主頻
stepping        : 7    # 位於相同物理封裝中的邏輯處理器的數量
microcode       : 0x5003302
cpu MHz         : 2394.374
cache size      : 16896 KB
physical id     : 0    # 物理封裝的唯一識別符號
siblings        : 2    # 單 cpu 的邏輯核數
core id         : 0    # 每個核心的唯一識別符號
cpu cores       : 2    # 位於相同物理封裝中的核心數量
apicid          : 0
initial apicid  : 0
fpu             : yes
fpu_exception   : yes
cpuid level     : 22
wp              : yes
flags           : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ss ht syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon nopl xtopology tsc_reliable nonstop_tsc cpuid pni pclmulqdq ssse3 fma cx16 pcid sse4_1 sse4_2 x2apic movbe popcnt tsc_deadline_timer aes xsave avx f16c rdrand hypervisor lahf_lm abm 3dnowprefetch invpcid_single ssbd ibrs ibpb stibp ibrs_enhanced fsgsbase tsc_adjust bmi1 avx2 smep bmi2 invpcid avx512f avx512dq rdseed adx smap clflushopt clwb avx512cd avx512bw avx512vl xsaveopt xsavec xgetbv1 xsaves arat pku ospke avx512_vnni md_clear flush_l1d arch_capabilities
bugs            : spectre_v1 spectre_v2 spec_store_bypass
bogomips        : 4788.74
clflush size    : 64
cache_alignment : 64
address sizes   : 45 bits physical, 48 bits virtual
power management:
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檢視物理 CPU 的個數

cat /proc/cpuinfo | grep "physical id" | uniq | wc -l

檢視每個物理 CPU 中核心的個數

cat /proc/cpuinfo | grep "cpu cores" | uniq

檢視系統所有邏輯 CPU 個數（所有物理 CPU 中核心的個數加上超執行緒個數），可通過如下命令檢視。

cat /proc/cpuinfo | grep "processor" | wc -l

檢視系統記憶體資訊

cat /proc/meminfo

MemTotal:       24656144 kB    # 系統的實體記憶體
MemFree:        20415000 kB    # 實體記憶體
MemAvailable:   23038032 kB
Buffers:          194668 kB    # 緩衝區
Cached:          2575064 kB    # 快取
SwapCached:            0 kB
Active:          1785688 kB
Inactive:        1789328 kB
Active(anon):     795436 kB
Inactive(anon):    18024 kB
Active(file):     990252 kB
Inactive(file):  1771304 kB
......省略部分內容
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檢視磁碟分割區資訊

fdisk -l

Disk /dev/nvme0n1: 100 GiB, 107374182400 bytes, 209715200 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0xfa430a69

Device         Boot   Start       End   Sectors Size Id Type
/dev/nvme0n1p1 *       2048   2099199   2097152   1G 83 Linux
/dev/nvme0n1p2      2099200 209715199 207616000  99G 8e Linux LVM

Disk /dev/mapper/cs-root: 65.2 GiB, 69960990720 bytes, 136642560 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

Disk /dev/mapper/cs-swap: 2 GiB, 2176843776 bytes, 4251648 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

Disk /dev/mapper/cs-home: 31.8 GiB, 34158411776 bytes, 66715648 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
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