Mis on Linuxi kernel?

Juhuslikele kasutajatele ja vähem kui kõvadele fännidele Linux on operatsioonisüsteem. Puristidele aga tiitel Linux on reserveeritud kernelile, mis toidab operatsioonisüsteemi.

Režiimid

Enne kui selgitame, mis on tuum, on oluline mõista termineid kasutaja režiim ja kerneli režiim. Kasutajarežiim on siis, kui koodi täitmisel pole võimalust otse riistvarale või võrdlusmälule juurde pääseda. Riistvarale ja mälule juurdepääsu saamiseks peab kasutajarežiimis töötav kood delegeerima juhised süsteemi rakendusliidestele. Kerneli režiim on siis, kui koodi käivitamisel on piiramatu juurdepääs kogu riistvarale – see on reserveeritud operatsioonisüsteemi kõige usaldusväärsemate funktsioonide jaoks.

Mis on Kernel?

Igal operatsioonisüsteemil on kernel. Aknad, macOS, iOS, Android, Chrome OS, ja Linuxil on mõlemal madalatasemeline süsteem, mis vastutab kõigi rakenduste ja arvuti füüsilise riistvaraga liidestamise eest. Ilma tuumata ei saaks ükski teie rakendus füüsilist arvutit kasutada; rakendused nagu Firefox, Chrome, LibreOffice või Outlook ei töötaks. Tuum vastutab ka protsessidevahelise teabevahetuse võimaldamise eest protsessidevahelise suhtluse abil.

On (üldiselt) kolme tüüpi tuumasid:

• Monoliitsed tuumad: Need tuumad hõlmavad Protsessor, mälu, IPC, seadme draiverid, failisüsteemi haldamine ja süsteemiserveri kõned. Samuti vastutab see vaba süsteemimälu rakendustele üleandmise eest. Seda tüüpi tuumad on tavaliselt riistvarale ja multitegumtöötlusele paremad.
• Mikrotuumad: Mikrokernelid kasutavad minimalistlikku lähenemist ja haldavad ainult protsessorit, mälu ja IPC-d.
• Hübriidtuumad: hübriidtuumadel on võimalus otsustada, mida nad kasutaja- või kernelirežiimis käitada soovivad. Kuigi see pakub mõlemast maailmast parimat, nõuab see riistvaratootjatelt palju rohkem, et luua draivereid, mis liidesksid töötava koodi ja riistvara vahel.

Linux kasutab avatud lähtekoodiga monoliitset kernelit, samas kui macOS ja Windows kasutavad hübriidtuuma. Linuxi tuuma mõtles välja 1991. aastal Linus Torvalds. Tänaseni on Torvalds jätkuvalt Linuxi tuuma juhtiv arendaja, samas kui arendajad üle kogu maailma panustavad Linuxi tuuma. Tegelikult on hinnanguliselt ligi 10 000 arendajat enam kui 1000 ettevõttest alates jälgimise algusest 2005. aastal panustanud Linuxi tuuma.

Kus on kernel?

Kui avate terminali akna ja annate käsu ls /boot, näete faili nimega vmlinuz-VERSION(Kus VERSION on väljalaske nimi või number). Vmlinuzi fail on tegelik käivitatav Linuxi kernel ja z näitab, et kernel on tihendatud – nii et selle asemel vmlinux meil on vmlinuz.

Selles /boot kataloogis on muid olulisi kernelifaile, nagu initrd.img-VERSION, system.map-VERSION ja config-VERSION (kus VERSION on kas nimi või väljalaske number). Need muud failid teenivad järgmisi eesmärke:

• initrd: kasutatakse väikese RAM-kettana, mis ekstraktib ja käivitab tegeliku tuumafaili.
• system.map: kasutatakse mälu haldamiseks enne kerneli laadimist.
• konfig: juhendab kerneli, milliseid valikuid ja mooduleid laadida.

Moodulid

Ilma mooduliteta poleks tuumast palju kasu. Moodulid lülitavad tõhusalt sisse riistvaraga suhtlemiseks vajalikud draiverid ilma kogu teie süsteemimälu kulutamata. Moodulid lisavad kernelile ka funktsioone, nagu välisseadmetega suhtlemine, failisüsteemide haldamine, turvalisus jne. Loetlege, lisage ja eemaldage kerneli moodulid järgmiste käskudega:

• lsmod loetleb kõik hetkel laaditud tuumamoodulid.
• insmod laadib töötavasse kerneli kerneli mooduli.
• rmmod laadib töötavast kernelist välja mooduli.

Mõne lihtsa käsu abil võib Linuxi kernel olla üsna paindlik.

Praegune tuum

Linuxi kernelit värskendatakse sageli, kuid mitte kõik Linuxi distributsioonid ei sisalda uusimat tuuma.

Saate vabalt alla laadida Linuxi kerneli erinevaid versioone aadressilt kernel.org ja koostage see ise. Linuxi tuuma koostamine on parem ülesanne neile, kes tõesti teavad, mida nad teevad. Valesti kompileeritud kernel võib muuta süsteemi käivitamatuks. Seega, kui te pole valmis sukelduma sellel tasemel koodi kompileerimise keerulisesse ülesandesse, kasutage vaiketuuma, mis tarnib ja värskendab teie valitud distributsiooni.