《linux内核》PPT课件

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1、第15章解析Linux内核内核是操作系统的核心，通常说的Linux是指Linux操作系统的内核，是一组系统管理软件的集合。Linux内核是目前最流行的开源操作系统之一，由于其代码的高度开放性，越来越多的人参与到Linux内核的研究和开发中。Linux内核的功能也在不断提高，性能在不断改进。操作系统内核是软件开发领域比较深的技术点，需要结合软硬件知识才能深入理解。本章由浅入深讲解Linux内核，带领读者进入嵌入式开发比较深入的领域，主要内容如下：如何获取Linux内核代码Linux内核功能解析Linux内核代码布局Linux内核镜像结构15.1基本知识Linux内核是

2、Linux操作系统不可缺少的组成部分，但是内核本身不是操作系统。许多Linux操作系统发行商如RedHat、Debian等都采用Linux内核，然后加入用户需要的工具软件和程序库，最终构成一个完整的操作系统。嵌入式Linux系统是运行在嵌入式硬件系统上的Linux操作系统，每个嵌入式Linux系统都包括了必要的工具软件和程序库。15.1.1什么是Linux内核内核是操作系统的核心部分，为应用程序提供安全访问硬件资源的功能。直接操作计算机硬件是很复杂的，内核通过硬件抽象的方法屏蔽了硬件的复杂性和多样性。通过硬件抽象的方法，内核向应用程序提供了统一和简洁的接口，应用程序

3、设计复杂程度降低。实际上，内核可以被看做是一个系统资源管理器，内核管理计算机系统中所有的软件和硬件资源。应用程序可以直接运行在计算机硬件上而无需内核的支持，从这个角度看，内核不是必要的。在早期的计算机系统中，由于系统资源的局限，通常采用直接在硬件上运行应用程序的办法。运行应用程序需要一些辅助程序，如程序加载器、调试器等。随着计算机性能的不断提高，硬件和软件源都变得复杂，需要一个统一管理的程序，操作系统的概念也逐渐建立起来。15.1.2Linux内核版本Linux内核版本号采用两个“.”分割的三个数字来标示，形式为“X.Y.Z”。其中，X是主要版本号，Y是次要版本号，

4、Z代表补丁版本号。奇数代表不稳定的版本；偶数代表稳定的版本。“稳定”和“不稳定”是相对的，如Linux内核1.1.0相对于1.0.0来说是“不稳定”版本，但是与1.1.1对比是“稳定”版本。在Linux内核开发过程中，“不稳定”版本通常是在原有版本基础上增加了新的功能或者新的特性。15.1.3如何获取Linux内核代码在PC上，一般的Linux发行版都提供了内核代码。嵌入式系统没有固定的发行版，需要用户自己获取内核代码。Linux内核代码的官方站点是http://www.kernel.org，该站点提供了2.4和2.6所有版本的代码和补丁，用户可以打开该地址找到和自

5、己所在物理位置就进的站点，下载自己需要的内核版本代码。高版本Linux内核代码文件比较大，对于国内的用户推荐使用ftp方式下载，或者使用断点续传工具下载，具体情况可根据读者自身的网络情况选择。下载Linux内核代码后，会得到一个类似“linux-2.6.xx.tar.gz”或者“linux-2.6.xx-tar.bz2”形式的压缩文件，“xx”代表版本号。在Linux系统上，通常把这个文件存放在/usr/src目录下，便于以后使用。15.1.4编译内核学习Linux内核最好的开始是编译一次Linux内核代码，通过配置Linux内核可以对内核代码有一个初步的了解。本节

6、介绍一下在PC机上如何编译生成2.6版本的内核目标文件，在本书第20章移植Linux部分会讲解如何交叉编译用于ARM体系结构的Linux内核。与2.4版本相比，2.6版本内核代码编译相对较容易。内核编译主要分成配置和编译两部分，其中配置是关键，许多问题都是出在配置环节。Linux内核编译配置提供多种方式：makeconfig：makemenuconfig：makexconfig：makeoldconfig：15.2Linux内核的子系统内核是操作系统的核心。Linux内核提供很多基本功能，如虚拟内存、多任务、共享库、需求加载、共享写时拷贝（Copy-On-Write

7、）以及网络功能等。增加各种不同功能导致内核代码不断增加。Linux内核把不同功能分成不同的子系统的方法，通过一种整体的结构把各种功能集合在一起，提高了工作效率。同时还提供动态加载模块的方式，为动态修改内核功能提供了灵活性。15.2.1系统调用接口15.2.1系统调用接口系统调用是Linux内核提供的，用户空间无法直接使用系统调用。在用户进程使用系统调用必须跨越应用程序和内核的界限。Linux内核向用户提供了统一的系统调用接口，但是在不同处理器上系统调用的方法各不相同。Linux内核提供了大量的系统调用，本书从系统调用的基本原理出发讲解Linux系统调用的方法。1