【Linxu内核设计与实现】-第1章 Linux内核简介

时间:2022-10-05 16:56:12

第1章Linux内核简介

主要内容:

  • 认识Linux内核与Linux操作系统

1.1  Unix的历史

(1)Unix的产生及发展。

(2)Unix强大的根本原因:

  • 很简洁
  • 所有东西都被当做文件对待
  • C语言实现,可移植性性强
  • 进程创建迅速

(3)广泛应用于嵌入式设备、集群之中。

 

1.2追寻linux足迹:Linux简介

(1)1991诞生,吸引了很多开发者对Linux初期代码进行修改和完善。

(2)被广泛移植到ARM,X86-64等体系结构之上。应用于手表,服务器之上。

(3)Linux是*公开的软件。

(4)Linux系统的基础是内核、C库、工具集、系统基本工具(shell)

(5)Linux指的是Linux内核。

1.3 操作系统和内核简介

(1)    操作系统的定义:

在整个系统中负责完成最基本功能和系统管理的那些部分。这些部分指

  • 内核
  • 设备驱动程序
  • 命令行shell
  • 用户界面
  • 文件管理工具
  • 系统工具

(2)    内核是管理者或者说是操作系统的核心

(3)    内核组成

  • 响应中断的中断服务程序
  • 管理进程的进程调度程序
  • 内存管理程序和网络
  • 进程间通讯及系统服务程序

(4)内核空间

内核独立与应用程序,处于系统态,拥有受保护的内存空间和访问硬件的所有权限。这种系统态和被保护起来的内存空间,成为内核空间。

(4)    内核通讯方式

应用程序通过系统调用来于内核进行通讯。

(5)    内核管理系统的硬件设备。

硬件触发中断-》打断内核执行-》内核通过中断号查找并执行中断服务子程序。

内核可以终止所有中断,也可以有选择的终止某个中断号的中断。中断服务程序不在进程上下文中执行,他们在一个与所有进程都无关,专门的中断上下文中执行,目的是为了尽快的做出中断响应。

(6)    处理器在任意时刻的活动概括为以下三者之一。内核运行几乎所有情况都处于以下三个状态之一。

  • 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,处理某个中断。
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1.4 Linux内核与传统Unix内核的比较

(1)    Linux可以运行在不支持MMU的嵌入式设备中。

(2)    操作系统

  • 单内核
  • 微内核

(3)    Linux是一个单内核,内核运行在一个单独的内核空间地址上。

(4)    Linux内核与传统Unix内核差异

  • Linux支持动态加载内核模块
  • Linux支持对称多处理机制(SMP)
  • Linux内核可以抢占
  • 线程支持
  • 设备模型和热拔插事件
  • *

1.5内核版本

(1)内核版本分 稳定,和处于开发中

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(2)内核开发阶段

试验新特性-修复-审定-BUG修复-推出稳定版

1.6 Linux内核开发社区

http://vger.kernel.org


1.7 小结

   (1)学习对象:
内核开发、驱动开发、学习Linux操作系统。

   (2)多看内核源码。