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Linux 内核 ​

字数: 1553 字 时长: 6 分钟

Linux 内核是 Linux 操作系统的主要部分，它实现进程管理、内存管理、文件系统、设备驱动和网络系统等功能，从而为核外的所有程序提供运行环境。它是计算机硬件与其进程之间的核心接口，负责两者之间的通信，还要尽可能高效地管理资源。如果内核不认识某个最新的硬件，那么硬件也就无法被驱动，也就无法使用该硬件。

之所以称为内核，是因为在操作系统中就像果实硬壳中的种子一样，控制着硬件（无论是电话、笔记本电脑、服务器，还是任何其他类型的计算机）的所有主要功能。

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任何人都可以获取最新版本的 Linux 内核源代码。Linux 内核官网

内核作用 ​

  • 内存管理：追踪记录有多少内存存储了什么以及存储在哪里
  • 进程管理：确定哪些进程可以使用中央处理器（CPU）、何时使用以及持续多长时间
  • 设备驱动程序：充当硬件与进程之间的调解程序/解释程序
  • 系统调用和安全防护：从流程接受服务请求

在正确实施的情况下，内核对于用户是不可见的，它在自己的小世界（称为内核空间）中工作，并从中分配内存和跟踪所有内容的存储位置。用户所看到的内容（例如 Web 浏览器和文件）则被称为用户空间。这些应用通过系统调用接口（SCI）与内核进行交互。

可以这样理解：内核就像是一个为高管（硬件）服务的忙碌的个人助理。助理的工作就是将员工和公众（用户）的消息和请求（进程）转交给高管，记住存放的内容和位置（内存），并确定在任何特定的时间谁可以拜访高管、会面时间有多长。

为了更具象地理解内核，不妨将 Linux 计算机想象成有三层结构：

  1. 硬件：物理机（这是系统的底层结构或基础）是由内存（RAM）、处理器（或 CPU）以及输入/输出（I/O）设备（例如存储、网络和图形）组成的。其中，CPU 负责执行计算和内存的读写操作。
  2. Linux 内核：操作系统的核心。（没错，内核正处于核心的位置）它是驻留在内存中的软件，用于告诉 CPU 要执行哪些操作。
  3. 用户进程：这些是内核所管理的运行程序。用户进程共同构成了用户空间。用户进程有时也简称为进程。内核还允许这些进程和服务器彼此进行通信（称为进程间通信或 IPC）。

内核版本命名 ​

Linux 内核版本命名在不同的时期有其不同的规范。目前 Linux 内核版本号任然是由 3 个数字组成：A.B.C：

  • 数字 A 是内核版本号，版本号只有在代码和内核的概念有重大改变的时候才会改变。
  • 数字 B 是内核主版本号，主版本号根据发布时间来分配。
  • 数字 C 是内核次版本号，次版本号是无论在内核增加安全补丁、修复 bug、实现新的特性或者驱动时都会改变。

在正式发布之前，一般都冠以「待发布」（release candidates）字样，通过在内核版本的普通数字之后添加后缀 rc。

有些时候，版本号后面有类似于 tip 这样的后缀，表明另一个开发分支，这些分支通常（但不总是）是一个人开始发起的。举例来说，ck 代表 Con Kolivas，ac 代表 Alan Cox 等等。有时，字母和内核建立分支的主要开发领域相关，例如 wl 表示该分支主要测试无线网络的。同时，不同的发行版也会根据需要有自己的后缀。

内核版本分类 ​

可以在 Linux 内核官方网站 https://www.kernel.org/ 上查看各种版本的内核源代码。

Linux 内核版本主要分为以下几类：

  • Mainline：主线版本，是最新的内核版本，包含最新的特性和改进，但可能不够稳定。
  • Stable：稳定版，由 mainline 在时机成熟时发布，稳定版也会在相应版本号的主线上提供 bug 修复和安全补丁。
  • Longterm：长期支持版，提供长期的 bug 修复和安全补丁支持，适用于需要长期稳定运行的系统。
  • Linux-next：一个用于测试下一个主线版本的内核树。
shell
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每一行都表示一个内核版本，包括版本号、发布日期和一些链接。例如，第一行表示主线版本 6.5-rc1，发布日期为 2023-07-09：

  • 点击 tarball 链接下载该版本的源代码压缩包；
  • 点击 pgp 链接下载相应的 PGP 签名文件，可以用 PGP 工具或相应的软件验证下载的源代码压缩包的真实性和完整性；
  • 点击 patch 链接下载该版本相对于上一个版本的补丁；
  • 点击 view diff 链接查看该版本相对于上一个版本的差异；
  • 点击 browse 链接在线浏览该版本的源代码；
  • 点击 changelog 连接查看该版本相对于上一个版本的变更日志。