linux内核（什么是linux内核）

本文目录

• 什么是linux内核
• 所谓linux内核剪裁到底是指的
• linux内核由哪个公司管理
• linux内核剪裁指的是什么
• 如何学习Linux内核
• Linux Kernel是什么
• 关于linux裁剪内核
• Linux内核设计与实现的内容简介
• Linux内核设计与实现的目录
• linux内核裁剪是否指的就是通过make menuconfig进行内核配置编译

什么是linux内核

Linux是由Linus Torvalds开发的类UNIX的操作系统，Linux主要特点是开源的，因此我们可以免费使用来当做服务器。

Linux严格分为两个含义。

1.广泛的Linux是指Linux发行版

2.狭义的Linux是指Linux内核

Linux内核是操作系统的基础，介于硬件和软件之间，并且内核位于操作系统中,操作系统将在硬件和软件之间进行调解，Linux内核是操作系统核心部分的功能。

二：内核的基本性能

1.流程管理

在Linux内核中，程序的执行状态以进程为单位进行管理。此外，内核为每个进程准备一个名为task_stract结构的数据结构。

2.进程调度程序

可执行状态等待哪个进程以哪个顺序执行,由于基本上不可能运行比CPU数量更多的进程，因此运行过程的效率非常重要。

3.内存管理

在Linux内核中，使用物理内存和虚拟内存管理数据。通过分配对应于物理存储器的虚拟地址，而不是实际为每个进程分配物理存储器地址，可以使用容量远大于实际物理存储器容量的存储器。它使它成为可能。此外，由于每个进程都分配了自己的虚拟地址，因此每个进程的内存空间是独立的，并且不会违反其他进程的内存。

3.文件系统

它以文件的形式提供存储数据的访问方法。所有数据都以文件的形式进行管理。/ Directory（根目录）作为顶点，内核本身作为文件和目录的集合存在。

所谓linux内核剪裁到底是指的

简单地说，Linux内核里有许多功能或驱动是我们用不上的，我们应该把这些不需要的东西去掉，这样可以让操作系统系统占用内存小，启动速度快。一般嵌入式Linux操作系统需要裁剪。
裁剪方法：命令行下，用vim文件是可行的，但较多的文件要修改时，可能用menuconfig比较省事，一般来讲，可能两种方法配合着使用。

linux内核由哪个公司管理

Linux 是一个操作系统，就像windows一样。它不属于任何公司，属于完全开放的。最早由Linus Torvalds编写了内核，后来很多优秀的程序员参与了这一工作。现在看到的不同版本只是不同发行版而已，比较有名的有Redhat，SUSE， Debian等等，只要是将linux内核，驱动，应用软件打包发行的，本质上都是可以免费获得源代码的。有linux社区控制着，并由Linux的创始人李纳兹.托沃兹领导下的开发小组负责更新与管理的，其他公司跟着升级。更多Linux介绍可查看《Linux就该这么学》。

linux内核剪裁指的是什么

将内核的书讲的是操作系统的东西，源码树的结构等。如果你真的完全领会了内核的源码，那么裁剪对你来说如囊中取物。但是Linux的源码要学完，不知道要多长时间，而且裁剪Linux不一定要对内核源码了如指掌。

可以看看《构建嵌入式Linux系统》,好像是这个名，记不清楚了。红白色封面的。另外建议购买一个ARM开发板，一般买开发板都是送相应的Linux内核源码。你可以任意配置给内核，加入你想要的功能，删掉无用的功能。这样上手非常快。

如何学习Linux内核

想要学好Linux，需要具备以下能力：
1. 基本功要扎实
学习任何一种语言，必备的基本功是必须要有的，一方面可以提高效率，另一方面可以拓宽思路。
对于Linux基本知识的学习，对一些初学者来说是枯燥乏味的，可以通过理解再背诵的方式先进行代码及语法的学习，然后进行实践操作，必须手动输入命令行，不要借助工具，这样可以更快速有效的掌握Linux。
2. 学以致用
Linux学习的目的是应用，Linux基本知识是一些零散的技术，当没有应用在项目上时，我们无法理解他的真实价值，所以打好基本功之后，最紧迫的是多做几个完整的项目，刚开始可以是功能简单的项目，之后可以选择稍微复杂的项目，勤于动手，敢于实践，一定能学好Linux。
3. 学会使用Linux联机帮助
任何一种教材都不会完全讲述Linux知识，一般讲的都是比较常用的或者是比较有代表性的知识，但是，我们在项目应用中往往有些功能的实现是需要一些生僻知识和技能的，那么，如何查找我们所需的知识呢，推荐查阅Linux帮助文档，主流的Linux都自带详细的帮助文档，很方便解决问题！
4. 在网上找资源
在Linux的学习和应用中，难免会遇到一些没有思路、不知道如何解决的问题，这时就要借助网络力量，可以通过搜索引擎搜索查找，也可以咨询资深技术人员，最终实现问题的解决，这是Linux知识积累的一个重要的途径！
5. 查阅英文技术文档
如果想深入学习Linux，查阅英文技术文档是十分必要的，往往最新的技术都是采用英文文档的方式发布的，而且更全面，因此，对于Linux人员来说，多看一些Linux技术文档，对于掌握前沿技术和加深知识是十分有必要的！

Linux Kernel是什么

Linux kernel 译为linux 内核，其基础为linux平台，linux为C语言编写的内核，基于此内核又衍生出了具体的Red hat linux 、open suse linux等具体的操作系统，一套基于Linux内核的完整操作系统叫作Linux操作系统，或是GNU/Linux。

对于linux kernel，先看它的目录结构，这里只挑几个重要的说明。
arch 包括所有和体系结构相关的核心代码。从里面我们能看到arm、alpha、i386、mips、ia64这些文件夹,每种处理器架构都有不一样的硬件模块，这里就是要针对不同的架构进行不同的初始化。
init包含内核的初始化代码（不是系统的引导代码），其中有一个main.c文件，用于执行内核所有的初始化工作（包括初始化内存、初始化所有硬件、创建第一个任务task0，设置中断允许标志位），然后移到用户模式调用fork()函数创建新进程，并在控制台运行shell。
kernel 包含内核管理的核心代码，瞅这名就知道，这货是个重量级目录，所有的处理任务的程序，包括fork、exit、调度程序(sched.c)以及一些系统调用(sys.c)、信号处理(signal.c)、时间函数(time.c)，还有中断异常处理、电源管理等等一系列调用关系错综复杂的函数。
mm 包含所有的内存管理代码。其中包括实现进程的逻辑地址到实际物理地址的映射，实现分页、分段机制，实现内存页面异常中断处理程序等。
drivers包含系统中所有的设备驱动程序，比如什么cdrom啊bluetooth啊pci、i2c这些。
ipc 包含核心进程间的通信代码。
fs 存放Linux支持的文件系统代码，里面有ext2、ext3、ext4、fat、ntfs等等一堆目录。
net 内核的网络部分代码，其每个子目录对应于网络的一个方面，比如ieee80211、ipv4、ipv6这些目录。
lib 包含核心的库代码，什么strcpy、sprintf、sort这些函数都在里面。更多Linux知识可参考《Linux就该这么学》。

关于linux裁剪内核

Linux system
the
This paper, and the system structure of the Linux Linux system of cutting examples to illustrate the design thinking about it, Linux, the working principle of Linux system to help us understand. For Linux system must first understand the system, cut to boot to run the program, the kernel modules and the root of the operation of a file system.
Cutting let a person think of something for a specific is for cutting or cut so that it becomes. So for Linux system of the existing system is cut off for frame, delete the files, and need not be necessary kernel, software (executable program), the configuration files, files library cut and configuration of the whole system to reduce size. To achieve the use of user requirements.
Key words: Linux kernel root cut files

Linux内核设计与实现的内容简介

《Linux内核设计与实现(原书第3版)》主要内容包括：进程管理、进程调度、时间管理和定时器、系统调用接口、内存寻址、内存管理和页缓存、VFS、内核同步以及调试技术等。同时《Linux内核设计与实现(原书第3版)》也涵盖了Linux 2.6内核中颇具特色的内容，包括CFS调度程序、抢占式内核、块I/O层以及I/O调度程序等。《Linux内核设计与实现(原书第3版)》采用理论与实践相结合的路线，能够带领读者快速走进Linux内核世界，真正开发内核代码。《Linux内核设计与实现(原书第3版)》适合作为高等院校操作系统课程的教材或参考书，也可供相关技术人员参考。
如果你是一名linux内核爱好者，本书的内容可以帮助你大显身手。如果你是一名普通程序员，本书的内容将会拓宽你的编程思路。如果你初次接触linux内核，本书则可以帮助你对内核各个核心子系统有一个整体把握。
本版新增内容
·增加一章专门描述内核数据结构
·详细描述中断处理程序
·扩充虚拟内存和内存分配的内容
·调试linux内核的技巧
·内核同步和锁机制的深度描述
·提交内核补丁以及参与linux内核社区的建设性建议

Linux内核设计与实现的目录

译者序
序言
前言
作者简介
第1章　Linux内核简介1
1.1　Unix的历史1
1.2　追寻Linus足迹：Linux简介2
1.3　操作系统和内核简介3
1.4　Linux内核和传统Unix内核的比较5
1.5　Linux内核版本7
1.6　Linux内核开发者社区8
1.7　小结8
第2章　从内核出发10
2.1　获取内核源码10
2.1.1　使用Git10
2.1.1　安装内核源代码10
2.1.3　使用补丁11
2.2　内核源码树11
2.3　编译内核12
2.3.1　配置内核12
2.3.2　减少编译的垃圾信息14
2.3.3　衍生多个编译作业 14
2.3.4　安装新内核14
2.4　内核开发的特点15
2.4.1　无libc库抑或无标准头文件15
2.4.2　GNU C16
2.4.3　没有内存保护机制18
2.4.4　不要轻易在内核中使用浮点数18
2.4.5　容积小而固定的栈18
2.4.6　同步和并发18
2.4.7　可移植性的重要性19
2.5　小结19
第3章　进程管理20
3.1　进程20
3.2　进程描述符及任务结构 21
3.2.1　分配进程描述符22
3.2.2　进程描述符的存放23
3.2.3　进程状态23
3.2.4　设置当前进程状态25
3.2.5　进程上下文25
3.2.6　进程家族树25
3.3　进程创建26
3.3.1　写时拷贝27
3.3.2　fork()27
3.3.3　vfork()28
3.4　线程在Linux中的实现28
3.4.1　创建线程29
3.4.2　内核线程30
3.5　进程终结31
3.5.1　删除进程描述符32
3.5.2　孤儿进程造成的进退维谷32
3.6　小结34
第4章　进程调度35
4.1　多任务35
4.2　Linux 的进程调度36
4.3　策略36
4.3.1　I/O消耗型和处理器消耗型的进程36
4.3.2　进程优先级37
4.3.3　时间片38
4.3.4　调度策略的活动38
4.4　Linux调度算法39
4.4.1　调度器类39
4.4.2　Unix 系统中的进程调度40
4.4.3　公平调度41
4.5　Linux调度的实现42
4.5.1　时间记账42
4.5.2　进程选择44
4.5.3　调度器入口48
4.5.4　睡眠和唤醒49
4.6　抢占和上下文切换51
4.6.1　用户抢占53
4.6.2　内核抢占53
4.7　实时调度策略54
4.8　与调度相关的系统调用54
4.8.1　与调度策略和优先级相关的系统调用55
4.8.2　与处理器绑定有关的系统调用55
4.8.3　放弃处理器时间56
4.9　小结56
第5章　系统调用57
5.1　与内核通信57
5.2　API、POSIX和C库57
5.3　系统调用58
5.3.1　系统调用号59
5.3.2　系统调用的性能59
5.4　系统调用处理程序60
5.4.1　指定恰当的系统调用60
5.4.2　参数传递60
5.5　系统调用的实现61
5.5.1　实现系统调用61
5.5.2　参数验证62
5.6　系统调用上下文64
5.6.1　绑定一个系统调用的最后步骤65
5.6.2　从用户空间访问系统调用67
5.6.3　为什么不通过系统调用的方式实现68
5.7　小结68
第6章　内核数据结构69
6.1　链表69
6.1.1　单向链表和双向链表69
6.1.2　环形链表70
6.1.3　沿链表移动71
6.1.4　Linux 内核中的实现71
6.1.5　操作链表73
6.1.6　遍历链表75
6.2　队列78
6.2.1　kfifo79
6.2.2　创建队列79
6.2.3　推入队列数据79
6.2.4　摘取队列数据80
6.2.5　获取队列长度80
6.2.6　重置和撤销队列80
6.2.7　队列使用举例 81
6.3　映射 81
6.3.1　初始化一个idr82
6.3.2　分配一个新的UID82
6.3.3　查找UID83
6.3.4　删除UID84
6.3.5　撤销idr84
6.4　二叉树84
6.4.1　二叉搜索树84
6.4.2　自平衡二叉搜索树 85
6.5　数据结构以及选择 87
6.6　算法复杂度88
6.6.1　算法88
6.6.2　大o 符号88
6.6.3　大θ符号89
6.6.4　时间复杂度89
6.7　小结 90
第7章　中断和中断处理91
7.1　中断91
7.2　中断处理程序92
7.3　上半部与下半部的对比93
7.4　注册中断处理程序93
7.4.1　中断处理程序标志94
7.4.2　一个中断例子95
7.4.3　释放中断处理程序95
7.5　编写中断处理程序96
7.5.1　共享的中断处理程序97
7.5.2　中断处理程序实例97
7.6　中断上下文99
7.7　中断处理机制的实现100
7.8　/proc/interrupts102
7.9　中断控制103
7.9.1　禁止和激活中断103
7.9.2　禁止指定中断线105
7.9.3　中断系统的状态105
7.10　小结106
第8章　下半部和推后执行的工作107
8.1　下半部107
8.1.1　为什么要用下半部108
8.1.2　下半部的环境108
8.2　软中断110
8.2.1　软中断的实现111
8.2.2　使用软中断113
8.3　tasklet114
8.3.1　tasklet的实现114
8.3.2　使用tasklet116
8.3.3　老的BH机制119
8.4　工作队列120
8.4.1　工作队列的实现121
8.4.2　使用工作队列124
8.4.3　老的任务队列机制126
8.5　下半部机制的选择127
8.6　在下半部之间加锁128
8.7　禁止下半部128
8.8　小结129
第9章　内核同步介绍131
9.1　临界区和竞争条件131
9.1.1　为什么我们需要保护132
9.1.2　单个变量133
9.2　加锁134
9.2.1　造成并发执行的原因135
9.2.2　了解要保护些什么136
9.3　死锁137
9.4　争用和扩展性138
9.5　小结140
第10章　内核同步方法141
10.1　原子操作141
10.1.1　原子整数操作142
10.1.2　64位原子操作144
10.1.3　原子位操作145
10.2　自旋锁147
10.2.1　自旋锁方法148
10.2.2　其他针对自旋锁的操作149
10.2.3　自旋锁和下半部150
10.3　读-写自旋锁150
10.4　信号量152
10.4.1　计数信号量和二值信号量153
10.4.2　创建和初始化信号量154
10.4.3　使用信号量154
10.5　读-写信号量155
10.6　互斥体156
10.6.1　信号量和互斥体158
10.6.2　自旋锁和互斥体158
10.7　完成变量158
10.8　BLK：大内核锁159
10.9　顺序锁160
10.10　禁止抢占161
10.11　顺序和屏障162
10.12　小结165
第11章　定时器和时间管理166
11.1　内核中的时间概念166
11.2　节拍率：HZ167
11.2.1　理想的HZ值168
11.2.2　高HZ的优势169
11.2.3　高HZ的劣势169
11.3　jiffies170
11.3.1　jiffies的内部表示171
11.3.2　jiffies 的回绕172
11.3.3　用户空间和HZ173
11.4　硬时钟和定时器174
11.4.1　实时时钟174
11.4.2　系统定时器174
11.5　时钟中断处理程序174
11.6　实际时间176
11.7　定时器178
11.7.1　使用定时器178
11.7.2　定时器竞争条件180
11.7.3　实现定时器180
11.8　延迟执行181
11.8.1　忙等待181
11.8.2　短延迟182
11.8.3　schedule_timeout()183
11.9　小结185
第12章　内存管理186
12.1　页186
12.2　区187
12.3　获得页189
12.3.1　获得填充为0的页190
12.3.2　释放页191
12.4　kmalloc()191
12.4.1　gfp_mask标志192
12.4.2　kfree()195
12.5　vmalloc()196
12.6　slab层197
12.6.1　slab层的设计198
12.6.2　slab分配器的接口200
12.7　在栈上的静态分配203
12.7.1　单页内核栈203
12.7.2　在栈上光明正大地工作203
12.8　高端内存的映射204
12.8.1　永久映射204
12.8.2　临时映射204
12.9　每个CPU的分配20512.10　新的每个CPU接口206
12.10.1　编译时的每个CPU数据206
12.10.2　运行时的每个CPU数据207
12.11　使用每个CPU数据的原因208
12.12　分配函数的选择209
12.13　小结209
第13章　虚拟文件系统210
13.1　通用文件系统接口210
13.2　文件系统抽象层211
13.3　Unix文件系统212
13.4　VFS 对象及其数据结构213
13.5　超级块对象214
13.6　超级块操作215
13.7　索引节点对象217
13.8　索引节点操作219
13.9　目录项对象222
13.9.1　目录项状态222
13.9.2　目录项缓存223
13.10　目录项操作224
13.11　文件对象225
13.12　文件操作226
13.13　和文件系统相关的数据结构230
13.14　和进程相关的数据结构232
13.15　小结233
第14章　块I/O层234
14.1　剖析一个块设备234
14.2　缓冲区和缓冲区头235
14.3　bio结构体237
14.3.1　I/O向量238
14.3.2　新老方法对比239
14.4　请求队列240
14.5　I/O调度程序240
14.5.1　I/O调度程序的工作241
14.5.2　Linus 电梯241
14.5.3　最终期限I/O调度程序242
14.5.4　预测I/O调度程序244
14.5.5　完全公正的排队I/O调度程序244
14.5.6　空操作的I/O调度程序245
14.5.7　I/O调度程序的选择245
14.6　小结246
第15章　进程地址空间247
15.1　地址空间247
15.2　内存描述符248
15.2.1　分配内存描述符249
15.2.2　撤销内存描述符250
15.2.3　mm_struct 与内核线程250
15.3　虚拟内存区域251
15.3.1　VMA标志251
15.3.2　VMA 操作253
15.3.3　内存区域的树型结构和内存区域的链表结构254
15.3.4　实际使用中的内存区域254
15.4　操作内存区域255
15.4.1　find_vma()256
15.4.2　find_vma_prev()257
15.4.3　find_vma_intersection()257
15.5　mmap()和do_mmap()：创建地址区间258
15.6　mummap()和do_mummap()：删除地址区间259
15.7　页表260
15.8　小结261
第16章　页高速缓存和页回写262
16.1　缓存手段262
16.1.1　写缓存262
16.1.2　缓存回收263
16.2　Linux 页高速缓存264
16.2.1　address_space对象264
16.2.2　address_space 操作266
16.2.3　基树267
16.2.4　以前的页散列表268
16.3　缓冲区高速缓存268
16.4　flusher线程268
16.4.1　膝上型计算机模式270
16.4.2　历史上的bdflush、kupdated 和pdflush270
16.4.3　避免拥塞的方法：使用多线程271
16.5　小结271
第17章　设备与模块273
17.1　设备类型273
17.2　模块274
17.2.1　Hello，World274
17.2.2　构建模块275
17.2.3　安装模块277
17.2.4　产生模块依赖性277
17.2.5　载入模块278
17.2.6　管理配置选项279
17.2.7　模块参数280
17.2.8　导出符号表282
17.3　设备模型283
17.3.1　kobject283
17.3.2　ktype284
17.3.3　kset285
17.3.4　kobject、ktype和kset的相互关系285
17.3.5　管理和操作kobject286
17.3.6　引用计数287
17.4　sysfs288
17.4.1　sysfs中添加和删除kobject 290
17.4.2　向sysfs中添加文件291
17.4.3　内核事件层293
17.5　小结294
第18章　调试295
18.1　准备开始295
18.2　内核中的bug296
18.3　通过打印来调试296
18.3.1　健壮性296
18.3.2　日志等级297
18.3.3　记录缓冲区298
18.3.4　syslogd和klogd298
18.3.5　从printf()到printk()的转换298
18.4　oops298
18.4.1　ksymoops300
18.4.2　kallsyms300
18.5　内核调试配置选项301
18.6　引发bug并打印信息301
18.7　神奇的系统请求键302
18.8　内核调试器的传奇303
18.8.1　gdb303
18.8.2　kgdb304
18.9　探测系统304
18.9.1　用UID作为选择条件304
18.9.2　使用条件变量305
18.9.3　使用统计量305
18.9.4　重复频率限制305
18.10　用二分查找法找出引发罪恶的变更306
18.11　使用Git进行二分搜索307
18.12　当所有的努力都失败时：社区308
18.13　小结308
第19章　可移植性309
19.1　可移植操作系统309
19.2　Linux移植史310
19.3　字长和数据类型311
19.3.1　不透明类型313
19.3.2　指定数据类型314
19.3.3　长度明确的类型314
19.3.4　char型的符号问题315
19.4　数据对齐315
19.4.1　避免对齐引发的问题316
19.4.2　非标准类型的对齐316
19.4.3　结构体填补316
19.5　字节顺序318
19.6　时间319
19.7　页长度320
19.8　处理器排序320
19.9　SMP、内核抢占、高端内存321
19.10　小结321
第20章　补丁、开发和社区322
20.1　社区322
20.2　Linux编码风格322
20.2.1　缩进323
20.2.2　switch 语句323
20.2.3　空格324
20.2.4　花括号325
20.2.5　每行代码的长度326
20.2.6　命名规范326
20.2.7　函数326
20.2.8　注释326
20.2.9　typedef327
20.2.10　多用现成的东西328
20.2.11　在源码中减少使用ifdef328
20.2.12　结构初始化328
20.2.13　代码的事后修正329
20.3　管理系统329
20.4　提交错误报告329
20.5　补丁330
20.5.1　创建补丁330
20.5.2　用Git创建补丁331
20.5.3　提交补丁331
20.6　小结332
参考资料333

linux内核裁剪是否指的就是通过make menuconfig进行内核配置编译

就是通过menuconfig选择适合某平台（如arm）的功能，将多余的东西屏蔽掉，再生产一个镜像文件，就可以说是剪裁内核了。
裁剪Linux不一定要对内核源码了如指掌，当然能学就多学点还是必须的。
可以看看《构建嵌入式Linux系统》,好像是这个名，记不清楚了。红白色封面的。另外建议购买一个ARM开发板，一般买开发板都是送相应的Linux内核源码。你可以任意配置给内核，加入你想要的功能，删掉无用的功能。这样上手非常快。