Linux 内核辨析
日期：2014-05-16 浏览次数：20810 次
由于本文的目标是对 Linux 内核进行介绍并探索其体系结构和主要组件，因此首先回顾一下 Linux 的简短历史，然后从较高的层次审视 Linux 内核的体系结构，最后介绍它的主要子系统。Linux 内核具有超过 600 万行的代码，因此本文不可能进行完整的介绍。请使用指向其他内容的链接进一步学习。 Linux 的简短历史 尽管 Linux 绝对是最流行的开源操作系统，但是相对于其他操作系统的漫长历史来说，Linux 的历史非常短暂。在计算机出现早期，程序员是使用硬件语言在裸硬件上进行开发的。缺少操作系统就意味着在某个时间只有一个应用程序（和一个用户）可以使用这些庞大而又昂贵的设备。早期的操作系统是在 20 世纪 50 年代开发的，用来提供简单的开发体验。包括为 IBM 701 开发的 General Motors Operating System（GMOS）和 North American Aviation 为 IBM 709 开发的 FORTRAN Monitor System（FMS）。 在 20 世纪 60 年代，MIT（Massachusetts Institute of Technology）和一些公司为 GE-645 开发了一个名为 Multics（Multiplexed Information and Computing Service）的实验性的操作系统。这个操作系统的开发者之一 AT&T 后来退出了 Multics，并在 1970 年开发了自己的名为 Unics 的操作系统。与这个操作系统一同诞生的是 C 语言，C 语言就是为此而开发的，然后它们使用 C 语言对操作系统进行了重写，使操作系统开发具有可移植性。 二十年后，Andrew Tanenbaum 创建了一个微内核版本的 UNIX?，名为 MINIX（代表 minimal UNIX），它可以在小型的个人计算机上运行。这个开源操作系统在 20 世纪 90 年代激发了 Linus Torvalds 开发 Linux 的灵感（请参看图 1 所示）。 Linux 快速从一个个人项目进化成为一个全球数千人参与的开发项目。对于 Linux 来说，最为重要的决策之一是采用 GPL（GNU General Public License）。在 GPL 保护之下，Linux 内核可以防止商业使用，并且它还从 GNU 项目（Richard Stallman 开发，其源代码要比 Linux 内核大得多）的用户空间开发受益。这允许使用一些非常有用的应用程序，例如 GCC（GNU Compiler Collection）和各种 shell 支持。 Linux 内核简介 现在让我们从一个比较高的高度来审视一下 GNU/Linux 操作系统的体系结构。您可以从两个层次上来考虑操作系统，如图 2 所示。
Linux 还是 GNU/Linux？
您可能已经注意到 Linux 作为一个操作系统来说，有时会称为 “Linux”，有时却称为 “GNU/Linux”。这背后的原因在于 Linux 实际上是操作系统的内核。使这个操作系统变得非常有用的大量应用程序是?GNU 软件。例如，窗口系统、编译器、各种 shell、开发工具、编辑器、实用工具以及内核之外的其他应用程序，其中很多都是 GNU 软件。由于这个原因，很多人都认为 “GNU/Linux” 更适合作为操作系统的名字，而 “Linux” 则适合作为内核的名字。
图 1. 主要 Linux 内核发行版简史
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图 2. GNU/Linux 操作系统的基本体系结构
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系统调用接口（SCI）的方法
实际上，体系结构可能并不像图 2 所示的一样清晰。例
