Linux内核简介

Linux中一切都是文件，这样可以通过相同的系统调用接口来操作数据和设备。

 

处理器的运行状态可以分为：

• 运行于内核态，处于进程上下文中，代表某个进程执行了系统调用；
• 运行于内核态，处于中断上下文，代表正在处理中断；
• 运行于用户态，正在执行用户进程。

单内核与微内核

• 单内核：内核作为一个整体构成一个大过程，运行在一个地址空间中，这样的内核以单个二进制文件的形式存在。内核之间的通信是微不足道的，因为它们之间可以相互调用。
• 微内核：内核根据功能划分为很多个过程，每个过程独立运行在各自的地址空间，它们通过IPC来通信

Linux是一个单内核，但它吸取了微内核的精华：

• 模块化设计
• 抢占式内核
• 内核线程
• 动态装载内核模块
• 避免了微内核的性能缺陷：所有东西都运行于内核态，可以直接互相调用，无需消息传递

 

Linux内核的编译

• make menuconfig 修改配置
• make defconfig  根据体系结构生成一个默认的配置
• make -j4 多个编译作业
• 示例：

$ make

$ make modules

# make modules_install

# make install

# depmod 2.6.18.8-xen

# cd /boot

# mkinitrd -v -f --with=sd_mod --with=scsi_mod initrd-2.6.18.8-xen.img 2.6.18.8-xen

 

Linux内核开发的特点

• 不能访问C库
• 必须使用GNU C
• 缺乏用户空间的内存保护机制
• 浮点数很难用
• 很小的定长堆栈（内核栈为两页，即32位8KB，64位16KB）
• 异步中断、抢占和SMP要求时刻注意同步和并发（自旋锁/信号量）
• 支持内联函数
• 支持内联汇编
• likely unlikely分支优化