§0 前言 本书描述的是Linux 内核2.6.11 的正式版，可以从http://www.kernel.org 站点下载。 本书的网页上列出了勘误表、示例和任何额外的信息。可登录以下网址查询： http://www.oreilly.com/catalog/understandlk/ http://www.oreilly.com.cn/book.php?bn=978-7-5083-5394-4 §1 绪论 Linux 内核2.6 版的目标是遵循IEEE POSIX 标准。这意味着在Linux 系统下，很容易编译和运行目前现有的大多数Unix 程序，只需少许或根本无需为源代码打补丁。此外，Linux 包括了现代Unix 操作系统的全部特点，诸如虚拟存储、虚拟文件系统、轻量级进程、Unix 信号量、SVR4 进程间通信、支持对称多处理器（Symmetric Multiprocessor，SMP）系统等。 Linux内核的特点如下： ＊单块结构的内核（Monolithic kernel） ＊编译并静态连接的传统Unix 内核 ＊内核线程 一些Unix内核，如Solaris 和SVR4.2/MP，被组织成一组内核线程（kernel thread）。 内核线程是一个能被独立调度的执行环境（context）；也许它与用户程序有关，也 许仅仅执行一些内核函数。线程之间的上下文切换比普通进程之间的上下文切换花 费的代价要少得多，因为前者通常在同一个地址空间执行。Linux 以一种十分有限 的方式使用内核线程来周期性地执行几个内核函数；但是，它们并不代表基本的执 行上下文的抽象（这就是下面要讨论的议题） ＊多线程应用程序支持 大多数现代操作系统在某种程度上都支持多线程应用程序，也就是说，这些用户程 序是根据很多相对独立的执行流来设计的，而这些执行流之间共享应用程序的大部 分数据结构。一个多线程用户程序由很多轻量级进程（lightweight process，LWP） 组成，这些进程可能对共同的地址空间、共同的物理内存页、共同的打开文件等等 进行操作。Linux 定义了自己的轻量级进程版本，这与SVR4、Solaris 等其他系统 上所使用的类型有所不同。当LWP的所有商用Unix变体都基于内核线程时，Linux 却把轻量级进程当作基本的执行上下文，通过非标准的clone()系统调用来处理 它们。 ＊抢占式（preemptive）内核多处理器支持 ＊多处理器支持 ＊文件系统 Linux 标准文件系统呈现出多种风格。如果你没有特殊需要，就可以使用普通的Ext2 文件系统。如果你想避免系统崩溃后冗长的文件系统检查，就可以切换到Ext3。如果你不得不处理很多小文件， ReiserFS文件系统可能就是最好的选择。 除了Ext3 和ReiserFS，还可以在Linux 中使用另外几个日志文件系统；这些文件系统包括IBM AIX 的日志文件系统（Journaling File System，JFS）和SGI 公司IRIX系统上的XFS 文件系统。有了强大的面向对象虚拟文件系统技术（为Solaris 和SVR4 所采用），把外部文件系统移植到Linux 比移植到其他内核相对要容易。 ＊STREAMS 尽管现在大部分的Unix 内核内包含了SRV4 引入的STREAMS I/O 子系统，并且 已变成编写设备驱动程序、终端驱动程序及网络协议的首选接口，但是Linux 并没 有与此类似的子系统。 对Linux 的评价充分说明，与商业化的操作系统相比，Linux 已经具备足够的竞争力。 而且，Linux 一些独具特色的特点使其成为一种趣味盎然的操作系统。商业化的Unix内核为了赢得更大的市场份额通常也引入了新特征，但这些特征本是可有可无，其稳定性和效率都值得商榷。事实上，现代Unix 内核有向更臃肿变化的倾向，而Linux 以及其他开放源代码的操作系统不受市场因素的制约，因此可以根据设计者的想法（主要是Linus Torvalds 的想法）自由地演进。尤其是，与商用竞争对手相比，Linux 有如下优势： Linux 是免费的。除硬件之外，你无需任何花费就能安装一套完整的Linux 系统。 Linux 的所有成分都可以充分地定制。通过内核编译选项，你可以选择自己真正需要的特征来定制内核。而且有了通用公共许可证（GPL），你就可以自由地阅读、修改内核和所有系统程序的源代码（注4）。 Linux 可以运行在低档、便宜的硬件平台上。你可以用一个4MB内存的旧Intel 80386 系统构建网络服务器。 Linux 是强大的。由于充分挖掘了硬件部分的特点，使得Linux 系统速度非常快。Linux的主要目标是效率，所以，商用系统的许多设计选择由于有降低性能的隐患而被Linus 舍弃，如STREAMSI/O 子系统。 Linux 的开发者都是非常出色的程序员。Linux系统非常稳定，有非常低的故障率和非常少系统维护时间。 Linux 内核非常小，而且紧凑。我们甚至可以把一个内核映像和一些系统程序放在一张1.4MB 的软盘上！据我们所知，没有一个商用Unix 变体能从一张软盘上启动。 Linux 与很多通用操作系统高度兼容。Linux 可以让你直接安装以下文件系统的所有版本：MS-DOS 和 MS Windows、SVR4、OS/2、Mac OS X、Solaris、SunOS、NEXTSTEP，还有很多 BSD 变体等等。另外， Linux 也能对很多网络层进行操作，这些网络层如以太网[如：快速以太网和高速（Gbit/s 及10Gbit/s ）以太网]、光纤分布式数据接口（Fiber Distributed Data Interface，FDDI）、高性能并行接口（High Performance Parallel Interface，HIPPI）、IEEE 802.11（无线局域网）和IEEE802.15（蓝牙）。。通过使用适当的库函数，Linux 系统甚至能直接运行为其他操作系统所编写的程序。例如，Linux 能执行为以下操作系统所编写的应用程序： MS-DOS、 MS Windows、SVR3 及SV R4、4.4BSD、 SCO Unix、Xenix，以及其他在Intel 80x86 平台上运行的操作系统。 Linux 有很好的技术支持。不管你信不信，Linux比任何有版权的操作系统更容易获得补丁和更新！如果你把遇到的难题发给一些新闻组或邮件列表，经常在几个小时内就会得到回应。此外，当新的硬件产品投放市场以后，其Linux 驱动程序通常在几周内就可得到。与此相反，硬件厂商仅仅给少数商业操作系统发布设备驱动程序，通常只有微软一家。因此，所有商用Unix 变体只能运行在有限的硬件上。 |
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