Linux内核分析:理解Linux操作系统的核心

上周,我的朋友正在研究Linux内核。
他说,进程管理是CPU的核心,就像CPU的心脏,而调度算法就像心跳。
有FCFS、SJF、RR,各有各的节奏。

2 02 3 年,内核内存管理也变得很有趣。
物理内存和虚拟内存,kmalloc,kfree,就像魔术师的双手,分配和释放内存。

朋友还提到,ext4 、NTFS、FAT文件系统就像图书馆一样,管理着所有的书籍,并提供读、写、删除等功能。
他表示,设备驱动程序是硬件和操作系统之间的桥梁,让设备能够与系统进行通信。

他向我展示了调度进程的示例代码、创建进程的代码、分配和释放内存的代码以及读取文件的代码。
虽然我不太明白,但他解释得很清楚。

他总结道,Linux内核就像一个复杂的迷宫,每个模块都是操作系统稳定运行的路径。

但是,我刚刚想到的另一件事是内核安全。
毕竟,没有安全的内核,功能再好也没用。
算了,你可以想办法的。

linux内核是什么,本人有linux基础

粗略地说,Linux内核是资源调度的集大成者,将硬件和软件结合起来。
我们先来说说最重要的系统资源管理。
去年我们推出一个拥有数百万用户的系统时,CPU 和内存调度直接决定了延迟。
在 3 000 级,CFS 调度程序比其他解决方案至少快 1 5 %。
还有一点就是流程管理。
一开始我以为调度就是简单的轮转,后来发现IPC进程间通信机制对并发的影响巨大。
比如去年优化数据库连接池的时候,我改了信号量参数,并发量翻了一倍。
还有一个至关重要的细节。
设备驱动程序支持尤其令人烦恼。
去年我们适配了新的网卡,我们花了三个月的时间来处理中断。
用行话来说,这称为雪崩效应。
事实上,前面的一点点延迟就导致了后面的一切。
说实话,这很令人困惑,但内核的模块化设计确实很有意义。
等等,还有别的事。
网络通信功能需要单独考虑。
当我们构建分布式集群时,优化 TCP/IP 堆栈直接节省了数百台服务器的成本。
在此提醒初学者,在调试内核模块时,不要直接进入在线编译。
先离线熟悉一下工具链,不然就浪费生命了。

Linux内核源码树介绍

核心树结构比较复杂。

presul arch:架构比较。
arm、x8 6 、arm6 4 等子目录。
子目录,例如 boot、configs、include、mm 等。
certs presul:认证码 crypto presul:加密API。
下载文档:帮助文档。

driver目录:设备驱动程序。
不管有多大。
显卡、网卡、USB等驱动。

固件下载:固件代码。

fs目录:文件系统代码。
ext4 、fat 等子目录。

include目录:头文件。

init目录:初始化代码。

ipc目录:进程间通信。

核心代码:核心代码。
调度和流程管理。

lib目录:核心库代码。

mm目录:内存管理。

网络目录:网络代码。
TCP/IP 协议。

examples目录:编程实例。

scripts目录:配置脚本。

安全模型:安全模型。

声音驱动程序:音频驱动程序。

工具目录:交互工具。
usr目录:打包工具。

presul virt:虚拟化代码。

复制:许可证信息。
根据 GPLv2 许可。

鸣谢:贡献者列表。

Kbuild:内核设置脚本。

Kconfig:配置脚本。

MASTAINERS:维护者信息。
反馈路径。

Makefile:编译主文件。

自述文件:编译说明。

内核源码树很大。