linux内核管理

 

一  linux组成：kernel、库、rootfs、程序

    1、kernel的功能：

        1） kernel提供的功能都通过系统调用给用户接口

　　 2） kernel包括：进程管理 、内存管理 、网络管理 、驱动程序、安全管理 、文件系统

　

 

　　2、库

　　　　函数功能模块集合，调用接口是二进制程序，要想运行，必须别其他程序调用，即其他程序面向硬件的一个中间层，有两种情形

　　　　　　1）过程调用（procedure）无返回值

　　　　　　2）函数调用（function ）：有返回值

　　3、rootfs

　　　　linux一切皆文件，除了一级文件外，其他文件需要挂载至根文件系统

　　4、程序

　　　　1）、开机过程
                　　开机 -->内核运行 --> 内核加载根文件系统 -->运行根文件系统上的第一个应用程序init

　　　　init：它是负责后面的总的应用程序的启动回收等，启动可能需要向内核申请，这一切都在用户空间运行，如果init程序终止了，则用户空间的所有程序终止
              2）、配置文件
                  让程序按照我们需要的方式一直运行下去

 

二 运行中分为二层系统环境

　　1）用户空间：应用程序

　　2）内核空间：系统调用时会运行

 

三 内核程序设计流派

　　内核也是应用程序，内核具有许多功能，那么是将这些功能全都整合到内核中，还是各功能独立成子系统，是内核设计流派不同的主要原因。

　　　　

 

 

　　注：linux在一步步的发展中吸取了微内核的设计经验，虽然是单内核，但是兼具微内核的特性。

       linux通过使用模块化内核设计来兼具微内核特性，但这样的模块化设化设计并不是像微内核一样是各个子系统，而是由核心加外围的功能性模块组成内核。而微内核子系统都是各自独立运行的，不需要依赖其他部分就能工作。而linux各模块必须依赖核心，在使用时进行装载，不用时被动态卸载。linux下的模块外在表现为类型程序的库文件，只是程序库文件后缀名为.so，而内核模块后缀名为.ko(kernel object),被内核调用。　 

 

四 linux操作系统中内核特点

支持模块化

        linux内核会将其各部分功能模块化，这使得在安装linux内核时，可以仅保持最基本的内核和功能，不过内核中模块数量会变多。linux内核中的.ko（kernel object）文件就是可以被内核调用的内核模块。

        做以下假设：驱动是内核提供的，编译好一个内核之后，在装在主机上，在未来添加新的硬件设备没有新的驱动的话。是重新编译一次内核？这种设计是一件反人类的设计啊，因此引入了模块设计。

       模块化设计得以避免这种情况，故各大厂商可以通过模块化的形式开发自己的驱动，只需针对某一特定设备开发自己驱动程序即可，在编译驱动模块。由于linux支持动态装载和卸载模块，因此当我需要和不需要某一功能时，可自行拆卸，此操作并不影响核心的正常运行。

 

五 linux内核的组成部分

　　1、内核核心文件

　　　　/boot/vmlinuz-VERSION-release

　　　　   VERSION ：内核版本，release：rpm包的发行号，不是必要的　　

　　2、ramdisk（内存盘）

　　　　　CentOS 5：/boot/initrd-VERSION-release.img
                  CentOS 6,7：/boot/initramfs-VERSION-release.img

　　当系统完成内核的加载之后，内核要加载根文件系统以启动用户空间，但是根文件系统是在某个硬件设备之上，内核需要某驱动程序来装载根文件系统，但是驱动程序的文件又存在某目录之下，也就是存在根文件系统之下（鸡和蛋的问题）

            内核有两种解决方案：

　　　　方案一：将驱动程序编译进内核，但是因为不知道用户要装载哪种根文件系统，会导致内核变复杂

　　　　方案二：借助一个外部设备来生成驱动根文件系统的驱动程序，ramdisk就是这样一个文件，它把内存当做一个磁盘来使用，将硬盘设备装载至内核，伪根文件系统仅仅存有驱动根文件系统所在硬件设备的文件，它随着内核被装载至内存也装载进内存，它和内核在同一个目录之下，所以内核完成启动初始化后，就来加载这个文件中的各种驱动程序，这个文件不是提前制作后的，而是内核被加载之后动态生成的，以相对应的生成对应硬件设备的驱动程序文件。它仅仅是辅助装载驱动，装载完成之后进行根切换，把临时的这个为根文件系统切换为真正的根文件系统        　　　　　　

　　3、功能模块文件

　　　　/lib/modules/VERSION-release

 

#查看内核核心文件
[root@Centos5 ~]# ls /boot
config-2.6.18-398.el5  grub  initrd-2.6.18-398.el5.img  lost+found  message  symvers-2.6.18-398.el5.gz  System.map-2.6.18-398.el5  vmlinuz-2.6.18-398.el5
vmlinuz-2.6.18-398.el5  内核核心文件

 

 

 

#查看内核模块文件
[root@Centos5 ~]# ls /lib/modules/2.6.18-398.el5/
build           modules.dep          modules.pcimap    updates
extra           modules.ieee1394map  modules.seriomap  weak-updates
kernel          modules.inputmap     modules.symbols
modules.alias   modules.isapnpmap    modules.usbmap
modules.ccwmap  modules.ofmap        source