如何分析Linux系統(tǒng)內(nèi)核的作用和功能

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Linux內(nèi)核簡(jiǎn)介：

• Linux內(nèi)核[kernel]是整個(gè)操作系統(tǒng)的最底層，它負(fù)責(zé)整個(gè)硬件的驅(qū)動(dòng)，以及提供各種系統(tǒng)所需的核心功能，包括防火墻機(jī)制、是否支持LVM或Quota等文件系統(tǒng)等等，如果內(nèi)核不認(rèn)識(shí)某個(gè)最新的硬件，那么硬件也就無法被驅(qū)動(dòng)，你也就無法使用該硬件。

• 計(jì)算機(jī)真正工作的東西其實(shí)是硬件，例如數(shù)值運(yùn)算要使用到CPU、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存要使用到硬盤、圖形顯示會(huì)用到顯示適配器、音樂發(fā)聲要有音效芯片、連接Internet 可能需要網(wǎng)絡(luò)卡等等。內(nèi)核就是控制這些芯片如何工作。

Linux內(nèi)核工作內(nèi)容

1、進(jìn)程管理

內(nèi)核負(fù)責(zé)創(chuàng)建和銷毀進(jìn)程, 并處理它們與外部世界的聯(lián)系(輸入和輸出). 不同進(jìn)程間通訊(通過信號(hào), 管道, 或者進(jìn)程間通訊原語)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)功能來說是基本的, 也由內(nèi)核處理. 另外, 調(diào)度器, 控制進(jìn)程如何共享 CPU, 是進(jìn)程管理的一部分. 更通常地, 內(nèi)核的進(jìn)程管理活動(dòng)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)進(jìn)程在一個(gè)單個(gè)或者幾個(gè) CPU 之上的抽象.

2、內(nèi)存管理

計(jì)算機(jī)的內(nèi)存是主要的資源, 處理它所用的策略對(duì)系統(tǒng)性能是至關(guān)重要的. 內(nèi)核為所有進(jìn)程的每一個(gè)都在有限的可用資源上建立了一個(gè)虛擬地址空間. 內(nèi)核的不同部分與內(nèi)存管理子系統(tǒng)通過一套函數(shù)調(diào)用交互, 從簡(jiǎn)單的 malloc/free 對(duì)到更多更復(fù)雜的功能.

3、文件系統(tǒng) Unix 在很大程度上基于文件系統(tǒng)的概念; 幾乎 Unix 中的任何東西都可看作一個(gè)文件. 內(nèi)核在非結(jié)構(gòu)化的硬件之上建立了一個(gè)結(jié)構(gòu)化的文件系統(tǒng), 結(jié)果是文件的抽象非常多地在整個(gè)系統(tǒng)中應(yīng)用. 另外, Linux 支持多個(gè)文件系統(tǒng)類型, 就是說, 物理介質(zhì)上不同的數(shù)據(jù)組織方式. 例如, 磁盤可被格式化成標(biāo)準(zhǔn) Linux 的 ext3 文件系統(tǒng), 普遍使用的 FAT 文件系統(tǒng), 或者其他幾個(gè)文件系統(tǒng).

4、設(shè)備控制

幾乎每個(gè)系統(tǒng)操作最終都映射到一個(gè)物理設(shè)備上. 除了處理器, 內(nèi)存和非常少的別的實(shí)體之外, 全部中的任何設(shè)備控制操作都由特定于要尋址的設(shè)備相關(guān)的代碼來進(jìn)行. 這些代碼稱為設(shè)備驅(qū)動(dòng). 內(nèi)核中必須嵌入系統(tǒng)中出現(xiàn)的每個(gè)外設(shè)的驅(qū)動(dòng), 從硬盤驅(qū)動(dòng)到鍵盤和磁帶驅(qū)動(dòng)器. 內(nèi)核功能的這個(gè)方面是本書中的我們主要感興趣的地方.

5、網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)必須由操作系統(tǒng)來管理, 因?yàn)榇蟛糠志W(wǎng)絡(luò)操作不是特定于某一個(gè)進(jìn)程: 進(jìn)入系統(tǒng)的報(bào)文是異步事件. 報(bào)文在某一個(gè)進(jìn)程接手之前必須被收集, 識(shí)別, 分發(fā). 系統(tǒng)負(fù)責(zé)在程序和網(wǎng)絡(luò)接口之間遞送數(shù)據(jù)報(bào)文, 它必須根據(jù)程序的網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)來控制程序的執(zhí)行. 另外, 所有的路由和地址解析問題都在內(nèi)核中實(shí)現(xiàn).

什么是Linux系統(tǒng)

Linux是一種免費(fèi)使用和自由傳播的類UNIX操作系統(tǒng)，是一個(gè)基于POSIX的多用戶、多任務(wù)、支持多線程和多CPU的操作系統(tǒng)，使用Linux能運(yùn)行主要的Unix工具軟件、應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

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