课本笔记

Posted 2020-06-26

Linux内核简介

• Unix从一个失败的多用户操作系统Multics中衍生来的。
• Unix强大的原因：
  • 简洁
  • 几乎所有的东西都被当做文件来对待，可以通过相同的系统调用接口来进行调用。
  • 因为它是由c语言编写，所以具有强大的移植能力
  • 进程创建迅速，且拥有独特的fork()系统调用
  • 具备清晰的层次化
• Unix操作系统多样的功能：
  • 抢占式多任务
  • 多线程
  • 虚拟内存
  • 换页
  • 动态链接
  • TCP/IP网络
• Linux是类Unix系统，但它不是Unix。
• Linux内核是自由软件。

操作系统和内核简介

• 内核是操作系统的内在核心，有时候其被称为管理者或者是操作系统核心。
• 应用程序通过系统调用与内核通信。
• 内核可以通过中断号查找相应的中断服务程序，并调用这个程序响应和处理中断。
• 每个处理器在任何指定时间点上的活动必然概括为下列三者之一：
  • 运行于用户空间，执行用户进程
  • 运行于内核空间，处于进程上下文，代表某个特定的进程执行。
  • 运行于内核空间，处于中断上下文，与任何进程无关，处理某个特定的中断。

Linux内核和传统Unix内核的比较

• Unix内核通常需要硬件系统提供页机制(MMU)以管理内存。
• 操作系统内核的两大阵营：单内核和微内核
  • 单内核：内核从整体上作为一个单独的大过程来实现，同时也运行在一个单独的地址空间上运行。内核可以直接调用函数。大多数的Unix系统设计为单模块。
    • 简单
    • 性能高
  • 微内核：其的功能被划分为多个独立的过程，每个过程叫做一个服务器。所有的服务器都保持独立并运行在各自的地址空间上，通过消息传递处理内核通信——IPC机制（进程间通信机制），消息传递需要一定的周期。
• Linux是一个单内核，即Linx内核运行在单独的内核地址空间上。
• Linux内核与传统的Unix系统之间存在一些显著的差异：
  • Linux支持动态加载内核模块
  • Linux支持对称多处理机制（SMP机制）
  • Linux内核可以抢占
  • Linux对线程支持的实现比较有意思
  • Linux提供具有设备类的面向对象的设备模型、热插拔时间，以及用户控件的设备文件系统
  • Linux忽略了一些拙劣的Unix特性
  • Linux体现了自由。

Linux内核版本

• 主版本号.从版本号.修订版本号.稳定版本号

从内核出发

• 使用Git获取Linux版本中的一种版本

  git clone git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git

• 更新版本

  git pull

• 安装内核源代码
  • 若为bzip2的压缩形式:tar xvjf linux-x.y.z.tar.bz2
  • GNU的zip:tar xvzf linux-x..y.z.tar.gz

• 使用补丁：patch -pl< ../patch-x.y.z

• 内核的配置与安装通过Makefile与config所定。