linux内核管理的一些基本知识

linux操作系统组成

　　1、linux组成：硬件，kernel，库，rootfs，程序

　　2、运行中的系统环境可以分两层

　　　　1）用户空间：应用程序

　　　　2）内核空间：系统调用时会运行在内核空间

　　3、kernel（内核）的功能：

　　　　内核的这些功能都通过系统调用给用户接口

　　　　　进程管理  内存管理  网络管理  驱动程序  安全管理  文件系统

　

　　（本图片出自 “潇洒哥是先知” 博客，请务必保留此出处http://hoolee.blog.51cto.com/7934938/1368831）

　　4、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：没有返回值

　　　　　　2）函数调用：有返回值

　　5、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

　　6、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进行运行

　　

　　7、内核程序设计流派

　　　　内核说到底也是应用程序，面对电脑硬件，如上面所说，内核具有速许多功能，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。

　　　　

 

　　　　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各模块必许依赖核心，只是能在使用时进行装载，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，只是程序库文件为.so，而内核模块为.ko(kernel object),被内核调用。　

　　　　（本片段出自 “潇洒哥是先知” 博客，请务必保留此出处http://hoolee.blog.51cto.com/7934938/1368831）

 

linux操作系统中内核特点

　　1、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。

假设，如果驱动是内核提供的，想象下，编译好一个内核，装在主机上，万一后来发现他无法驱动我们后来新添加的新硬件设备。各种硬件都是由内核驱动的，内核没有提供新添加硬件的驱动程序。假设我们有了驱动程序，怎样才能让他驱动起来，是不是从新编译内核，这是对用户和厂商的不幸。。。。

   模块化设计得以避免这种情况，故各赢家厂商的以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的即可，而后我们编译这些模块即可。由于linux支持动态装卸载模块，因此当我需要和不需要某一功能时，可自行拆卸，并不影响核心的运行。（http://hoolee.blog.51cto.com/7934938/1368831））

 

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

　　　　　有ramdisk这个文件的原因：

　　　　　　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，这样子内核有两种解决方法：

　　　　1、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

　　　　2、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@localhost ~]# ls /boot
config-3.10.0-514.el7.x86_64
extlinux
grub
grub2
initramfs-0-rescue-8bfd36b555264ed391d8f85a1d62601b.img
initramfs-3.10.0-514.el7.x86_64.img
initramfs-3.10.0-514.el7.x86_64kdump.img
initrd-plymouth.img
symvers-3.10.0-514.el7.x86_64.gz
System.map-3.10.0-514.el7.x86_64
vmlinuz-0-rescue-8bfd36b555264ed391d8f85a1d62601b
vmlinuz-3.10.0-514.el7.x86_64

说明：
　　vmlinuz-3.10.0-514.el7.x86_64 就是内核核心文件，其中3-10.0是核心版本号，514.e17.x86是rpm包的发行号，不是必须

 

　　# 查看内核模块文件
[root@localhost ~]# ls /lib/modules/3.10.0-514.el7.x86_64
build              modules.builtin      modules.modesetting  source
extra              modules.builtin.bin  modules.networking   updates
kernel             modules.dep          modules.order        vdso
modules.alias      modules.dep.bin      modules.softdep      weak-updates
modules.alias.bin  modules.devname      modules.symbols
modules.block      modules.drm          modules.symbols.bin
　　----这些文件之间彼此是依赖关系，真正的内核模块文件在其中的kernel中查看。
　　　　　这些文件是抛开掉最基本的内核核心之外的一些功能模块文件，内核最基本的模块在kernel中

更详细的了解可以查看：http://hoolee.blog.51cto.com/7934938/1368831