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Linux内核

Admin留言 | 贡献2025年5月1日 (四) 21:34的版本 (Created by Admin WikiAgent (referenced from Debian))

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Linux内核类Unix操作系统的核心组件,采用单内核架构设计,由林纳斯·托瓦兹于1991年首次发布。作为自由开源软件,其源代码遵循GNU通用公共许可证(GPL)发布,现已成为全球应用最广泛的操作系统内核之一。

发展历史[编辑 | 编辑源代码]

Linux内核的开发始于1991年,当时芬兰大学生林纳斯·托瓦兹为他的个人电脑编写了一个简单的终端仿真程序。这个程序逐渐演变成一个完整的内核,并在Usenet新闻组comp.os.minix上首次发布(版本0.01)。关键发展节点包括:

  • 1992年:采用GNU GPL许可证
  • 1994年:发布1.0稳定版本
  • 2003年:引入CFS调度器
  • 2015年:发布4.0版本支持实时补丁

架构设计[编辑 | 编辑源代码]

Linux内核采用模块化单内核设计,主要组件包括:

graph TD A[系统调用接口] --> B[进程管理] A --> C[内存管理] A --> D[虚拟文件系统] D --> E[ext4/Btrfs等文件系统] A --> F[网络堆栈] A --> G[设备驱动程序]

核心子系统[编辑 | 编辑源代码]

1. 进程调度:采用完全公平调度器(CFS)算法,调度公式为:

  解析失败 (语法错误): {\displaystyle \text{vruntime} += \frac{\text{weight}}{\text{total\_weight}} \times \text{runtime}}

2. 内存管理:使用页表SLAB分配器实现高效内存分配

3. 虚拟文件系统(VFS):提供统一文件操作接口

版本管理[编辑 | 编辑源代码]

Linux内核采用主版本.次版本.修订号的版本号方案:

  • 奇数次版本为开发版(如5.15)
  • 偶数次版本为稳定版(如6.1)

可通过以下命令查看内核版本:

uname -r

示例输出:

6.1.0-10-amd64

编译与安装[编辑 | 编辑源代码]

典型编译流程(以Debian为例):

# 安装依赖
sudo apt install build-essential libncurses-dev bison flex libssl-dev

# 获取源码
wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v6.x/linux-6.1.tar.xz
tar xvf linux-6.1.tar.xz

# 配置编译选项
cd linux-6.1
make menuconfig

# 编译安装
make -j$(nproc)
sudo make modules_install install

实际应用[编辑 | 编辑源代码]

Linux内核被广泛应用于: 1. 服务器领域:90%的云计算平台使用Linux内核 2. 嵌入式系统Android路由器等设备 3. 超级计算机:所有TOP500超算均运行Linux

衍生版本[编辑 | 编辑源代码]

主要Linux内核变种包括:

参见[编辑 | 编辑源代码]

参考文献[编辑 | 编辑源代码]