linux內核(Linux系統的內核是什么)

相信接觸過Linux的人或多或少都知道內核這個東西,下面就和大家聊一下Linux內核到底是什么東西?

Linux是一種開源電腦操作系統內核。它是一個用C語言寫成,符合POSIX標準的類Unix操作系統。

Linux最早是由芬蘭Linus Torvalds為嘗試在英特爾x86架構上提供自由的類Unix操作系統而開發的。該計劃開始于1991年,在計劃的早期有一些Minix 黑客提供了協助,而今天全球無數程序員正在為該計劃無償提供幫助。

Linux內核的主要模塊(或組件)分以下幾個部分:存儲管理、CPU和進程管理、文件系統、設備管理和驅動、網絡通信,以及系統的初始化(引導)、系統調用等。

下面為大家詳細講解一下:

一:linux系統如何構成的?
User space:User Applications and GNU C library (glibc)
kernel space:System Call interface, Kernel and Architecture-Dependent Kernel Code。

二:為什么linux系統會劃分為User space and Kernel space ?

CPU通常實現了不同的工作模式,以ARM為例,實現了7種工作模式:
用戶模式(usr),系統模式(sys),管理模式(svc),中斷模式(irq),快速中斷模式(fiq),數據訪問中止模式(abt),未定義指令模式(und)

X86也實現了4個不同的級別:Ring0–Ring3。 Ring0下,可以執行特權指令,在Ring3則有很多限制。linux系統則利用這一特性,使用了其中兩級來分別運行linux內核與應用程序,這樣使操作系統本身得到充分的保護。 用戶代碼運行在Ring3,內核代碼運行在Ring0.

內核空間與用戶空間是程序執行的兩種不同的狀態,通過系統調用和硬件中斷能夠完成從用戶控件到內核空間的轉移

三:linux內核構架:
System Call Interface(SCI), Process Management(PM), Memory Management(MM), Arch, Virtual File System(VFS), Network Stack, Device Drivers(DD)

1:系統調用接口SCI

SCI層為用戶空間空間提供了一套標準的系統調用函數來訪問linux內核,搭起了用戶空間到內核空間的橋梁。

2:進程管理

進程管理的重點是創建進程(fork, exec), 停止進程(kill, exit), 并控制它們之間的通信(signal或者POSIX機制). 進程管理還包括控制活動進程如何共享CPU,即進程調度。

3:內存管理

內存管理的主要作用是控制多個進程安全地共享內存區域

4:網絡協議棧

內核協議棧為linux提供了豐富的網絡協議實現。

5:Virtual File System

VFS隱藏各種文件系統的具體細節,為文件操作提供個統一的接口。

6:設備驅動

linux內核中有大量代碼都在設備驅動程序中,它們控制特定的硬件設備。

簡單來說Linux內核就是由一系列程序組成,包括負責響應中斷的中斷服務程序、負責管理多個進程從而分享處理器時間的調度程序、負責管理地址空間的內存管理程序、網絡、進程間通信的系統服務程序等。

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