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【Linux 内核】宏内核与微内核架构 ( 操作系统需要满足的要素 | 宏内核 | 微内核 | Linux 内核动态加载机制 )

文章目录 一、操作系统需要满足的要素 二、宏内核 三、微内核 四、Linux 内核动态加载机制 一、操作系统需要满足的要素 ---- 电脑上运行的 操作系统 , 是一个 软件 ; 设备管理 : 操作系统需要..., 独立调度的最基本单位 ; 二、宏内核 ---- 宏内核 : 内核代码 编译成 二进制文件 , 内核 运行在 一个 大内核 地址空间 中 , 可以 直接 访问 , 调用 内核代码 , 这种内核优点是...效率高 , 性能强 ; 下图中 , 最上层是 " 系统调用 " , 中间是 " 宏内核 " , 最下方是 硬件层 ; 宏内核优点 : 设计简单 , 性能高 ; 三、微内核 ---- 微内核 : 将...进程调度模块 , 内存管理模块 , 通过 消息 进行通信 , 微内核优点 : 稳定性好 , 实时性好 ; 微内核缺点 : 高度模块化 , 模块之间只能通过消息传递信息 , 效率低 ; 四、Linux...内核动态加载机制 ---- Linux 内核模块动态加载 : Linux 内核 使用了 模块设计 , 可以进行 动态加载 内核模块 ; Linux 内核的 核心实现 , 设备驱动实现 , 可以 编译成一个独立模块

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宏内核和微内核

操作系统的内核设计一直都存在两个阵营，一个是宏内核，另一个是微内核。 操作系统也属于软件的范畴，有两大功能： 1. 管理系统上的硬件资源。 2. 为应用程序提供执行环境。...微内核 把操作系统分成多个独立的功能模块，每个功能模块之间访问需要通过消息来完成，因此效率没那么高。 宏内核和微内核的架构图如下： ?...宏内核和微内核的架构图 现代的操作系统中 windows 采用的就是微内核的方式，内核保留操作系统最基本的功能，进程调度，内存管理，通信等模块，其他功能放到用户态来实现。...Linus当初在设计Linux操作系统时采用的是宏内核架构。但是Linux在20年来的发展中，不断融入微内核的一些精华设计，如模块化设计，抢占式内核，动态加载内核模块等。...Linux内核中很多核心的实现或者设备驱动的实现都可以编译成一个个单独的模块。模块是被编译成的一个目标文件，并且可以在运行时的内核上动态加载和卸载。

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    聊一聊宏内核和微内核

    内核是操作系统非常重要的组成部分，同时也是操作系统的核心。内核管理着系统资源，内核向上连接着应用程序，向下连接着硬件，它是应用程序和硬件的桥梁。内核可以进一步的划分，分为宏内核和微内核。...宏内核和微内核最大的区别就是，宏内核的用户服务和内核服务都保存在相同的地址空间中，它们都由内核进行统一管理，而微内核的用户服务和内核服务会保存在不同的地址空间中，下图可以很好的解释这一点。...现代成功的 CPU 设计包括这两种技术中的任何一种，就像 Linux 内核是微内核和宏内核的混合产品一样。...Linux 是一个借鉴了微内核精髓的宏内核结构，Linux 支持模块化的设计、抢占式内核、对内核线程的支持以及动态加载内核模块的能力。...如果 Linux 是纯微内核设计，那么移植到其他架构会更容易。实际情况是，Linux 内核移植虽然不是很简单，但也绝非不可能完成的事情。看到这里了就在给大家推一个好用的运维软件——猎报。

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    sel4-微内核与宏内核

    1 微内核与宏内核有何异同 微内核——内核只提供任务调度和进程间通信（IPC），当然还包括为任务调度提供服务的系统时钟、中断以及内存管理等最基本的硬件管理能能力。...代表OS:L4系列微内核。 宏内核——也称为单内核，所有的系统服务，包括任务调度，系统资源访问等等，都由内核态通过系统调用向用户态提供系统服务。...一张图说明它们的区别： 总结seL4微内核的优缺点： 优势: 安全性好、可移植性好、灵活性高、容易debug 劣势: 性能低 2 微内核的发展史 第一代微内核: 目标是用于解决Unix的可维护性等问题...代表是CMU的Mach——以失败告终，主要原因是性能不足。 第二代微内核: 目标是解决第一代微内核的性能问题。代表是Liedtke的L3和L4。...主要贡献是通过改进IPC机制,大幅提高了性能，并支持运行Linux，即L4 Linux(虚拟化)。 第三代微内核: 目标是解决第二代微内核的安全性问题，引用了形式化验证，号称世界上最安全的内核OS。

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    什么是Linux内核版本_linux内核深度解析

    大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。 Linux内核版本有两种：稳定版和开发版 ，Linux内核版本号由3个数字组成：r.x.y r：目前发布的内核主版本。...5: 表示这个当前版本的第5次微调patch ， 而ELsmp指出了当前内核是为ELsmp特别调校的 EL : Enterprise Linux ； smp : 表示支持多处理器 ， 表示该内核版本支持多处理器...知识延伸 一般的有三种 1 smp 2 bigmem 3 一般的内核 Red Hat Linux开机的时候，GRUB的启动菜单会有两个选项，分别是 Red Hat Enterprise Linux ES...一般情况下，可以直接到官网：http://www.kernel.org下载， 缺点是：对于任何内核做过特殊优化调校的发行版是不合适的，尤其是fedora ubuntu 这一类的，毕竟他们在内核中打了大量的补丁...这里有两个有用的文件夹：. ** linux-2.6.23.ARCH——这个是kernel.org 提供的包经过Fedora 补丁和升级得到的。

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    Linux内核宏container_of的深度剖析

    1、前面说的 我在好几年前读linux 驱动代码的时候看到这个宏，百度了好久，知道怎么用了，但是对实现过程和原理还是一知半解。...container_of宏 在linux内核代码里面使用次数非常非常多，对于喜欢linux编程的同学来说，了解其实现方法，对以后看内核代码，写内核驱动的帮助都非常大，当然，我不是说了解这个就可以为所欲为了...内核函数调用常常给函数传入的是结构体成员地址，然后在函数里面又想使用这个结构体里面的其他成员变量，所以就引发了这样的问题，我认为这个也是用C实现面向对象编程的一种方法。...3、如何使用container_of container_of需要传入三个参数，第一个参数是一个指针，第二个参数是结构体类型，第三个是对应第二个参数里面的结构体里面的成员。...6、实例代码 经过上面的解释，至少对这个宏有感觉了吧，写个代码来测试一下，让自己与代码融合为一体，这样才能做到人码合一的境界。

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    linux 内核中READ_ONCE宏定义

    在Linux内核编程中，READ_ONCE 宏用于确保从内存中读取一个变量的值时，编译器不会对这个读取操作进行优化，从而保证了读取操作的原子性。...这个宏通常在需要防止编译器优化、多线程或中断上下文中使用，以确保数据的一致性和正确性。...以下是 READ_ONCE 宏的定义及其解释： #define READ_ONCE(x) (*(volatile typeof(x) *)&(x)) 解释： typeof(x)：这是一个GNU扩展，用于获取变量...示例使用： 假设有一个全局变量 int data，在多线程或者中断上下文中需要读取这个变量的值，并确保读取的值是最新的，可以如下使用 READ_ONCE： int data; // 在线程或者中断上下文中读取...对于写操作，Linux内核中有对应的 WRITE_ONCE 宏，其定义方式和用途类似。 通过这种方式，可以在内核编程中更安全地访问共享变量，避免数据竞争和内存一致性问题。

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    软考高级架构师: AI 通俗讲解宏内核和微内核

    在讲解宏内核和微内核的区别之前，我们可以用一个通俗的例子来理解：想象你的电脑是一家大公司，而内核（操作系统的核心部分）是这家公司的管理层。...微内核（Microkernel） 微内核就像是一位只负责核心决策的CEO，而其他所有具体事务都由不同的部门经理负责。...在操作系统中，微内核的方法是只在内核中保留最基本的服务，如最低级的内存管理和进程通信，而像文件系统、设备驱动等则运行在用户空间。...总结来说，宏内核和微内核的设计哲学反映了在易管理性与性能之间的权衡。...宏内核集成度高，性能出色，但可能带来安全性和稳定性问题；而微内核虽然在理论上有更好的安全性和可维护性，但实际上可能会因为复杂的通信和较低的性能而受限。

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    【Linux 内核】Linux 内核源码结构 ( 下载 Linux 内核源码 | 使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 )

    大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。...文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用

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    1.4.1 大内核和微内核

    操作系统的体 系结构是一个开放的问题。操作系统在核心态威应用程序提供公共的服务，那么操作系统在核心态应该提供什么服务，怎样提供服务？有关这个 问题的回答，形成了两种主要的体系结构：大内核与微内核。...为解决操作系统的内核代码难以维护的问题，于是提高了微内核的体系结构。它将内核中最基本的功能（如进程管理）保留在内核，而将那些不需要再核心态执行的功能移到用户态执行，从而降低了内核的设计复杂性。...而那些移 除内核的操作系统代码根据分层的原则被划分为若干服务程序，他们的执行相互独立，交互则都借助于微内核进行通信。...微内核有效地分离了内核与服务、服务与服务，使它们之间的接口更加清晰，维护的代价大大降低，各部分可以独立地优化和演进，从而保证了操作系统的可靠性。...微内核结构的最大问题是性能问题，因为需要频繁地在核心态和用户态之间进行切换，操作系统的执行开销偏大，因此有的操作系统将那些频繁使用的系统服务又移回了内核， 从而保证系统性能。

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    【Linux 内核】Linux 内核源码结构 ( 下载 Linux 内核源码 | 使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 )

    文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用...按钮 , 此时就可以在 VSCode 中阅读 Linux 内核源码 ;

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    Linux 内核 vs Windows 内核

    Monolithic Kernel Monolithic Kernel 的意思是宏内核，Linux 内核架构就是宏内核，意味着 Linux 的内核是一个完整的可执行程序，且拥有最高的权限。...分别为宏内核、微内核、混合内核的操作系统结构 与宏内核相反的是微内核，微内核架构的内核只保留最基本的能力，比如进程调度、虚拟机内存、中断等，把一些应用放到了用户空间，比如驱动程序、文件系统等。...这就像是宏内核的方式包裹着一个微内核。...PE 文件结构 ---- 总结 对于内核的架构一般有这三种类型： 宏内核，包含多个模块，整个内核像一个完整的程序； 微内核，有一个最小版本的内核，一些模块和服务则由用户态管理； 混合内核，是宏内核和微内核的结合体...，内核中抽象出了微内核的概念，也就是内核中会有一个小型的内核，其他模块就在这个基础上搭建，整个内核是个完整的程序； Linux 的内核设计是采用了宏内核，Windows 的内核设计则是采用了混合内核。

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    【Linux 内核】编译 Linux 内核 ⑦ ( 安装内核模块 | 安装内核 | 重启系统 | 查看当前内核版本 )

    文章目录 一、安装内核模块 二、安装内核 三、重启系统 四、查看当前内核版本 一、安装内核模块 ---- 确保 Linux 内核编译完成 , 没有任何报错之后 ; 参考 【Linux 内核】编译 Linux...内核 ⑥ ( 安装 OpenSSL | 安装其它依赖库 | 内核编译完成 ) 博客 ; 进入 Linux 内核源码的根目录 , 执行 sudo make modules_install 命令 , 安装编译好的内核模块...-5.6.14# root@ubuntu:~/kernel/linux-5.6.14# 二、安装内核 ---- 内核模块安装完成后 , 执行 sudo make install 命令 , 安装内核...; 下面的内核安装过程会持续很长时间 ; 内核安装过程 : root@ubuntu:~# cd kernel/linux-5.6.14 root@ubuntu:~/kernel/linux-5.6.14...查看当前的内核版本 , 发现当前内核版本已经

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    linux内核编程_linux内核是什么

    内核——操作系统的内在核心 设备驱动程序 启动引导程序 命令行shell 其他种类的用户界面—-操作系统的外在表象 基本的文件管理工具和系统工具 Linux内核的组成 Linux内核源代码目录结构是什么...记录哪些部分被编译入内核、哪些部分被编译为内核模块。 在Linux 内核中增加程序需要完成哪些工作？ 将编写的源代码复制到Linux 内核源代码的相应目录。...形如obj-$(CONFIG_EXT2_FS) += ext2/的定义，如果CONFIG_EXT2_FS值为y或m时，kbuild将会把ext2 目录列入向下迭代的目标中，具体ext2 目录下的文件是要作为模块编译还是链入内核由...次引导加载程序加载Linux内核和可选的初始RAM 磁盘，将控制权交给Linux内核源代码。 运行被加载的内核，并启动用户空间应用程序。...Linux下的C 编程 Linux中宏定义、变量名、函数名命名习惯是什么？

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    什么是微内核架构设计？

    说白了，微内核是相对于宏内核而言的，像Linux就是典型的宏内核，它除了时钟中断、进程创建与销毁、进程调度、进程间通信外，其他的文件系统、内存管理、输入输出、设备驱动管理都需要内核完成。...也就是说，微内核是相对宏内核而言的，宏内核是一个包含非常多功能的底层程序，也就是我们现在讲的Monolith。...但是微内核有一个运行的效率问题，所以在微内核和宏内核之间，又有了Hybrid内核，主要是想拥有微内核的灵活性，同时在关键点上有宏内核的性能。...那我们看一下微内核是如何解决服务之间的通讯问题的？以下摘自维基百科： 因为所有服务行程都各自在不同地址空间运行，因此在微核心架构下，不能像宏内核一样直接进行函数调用。...但是你并不太关心是Redis存储的，还是Tair存储的，或者是云端的KV服务，这就为服务标准化和可替换性提供了很好的基础，这对应用上云或云原生化帮助非常大，整个系统有非常大的灵活性。

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    【Linux 内核】编译 Linux 内核 ② ( 解压内核源码 | 查询当前 Linux 内核版本号 | 进入并查看 linux 内核源码目录 )

    文章目录 一、解压内核源码 二、查询当前 Linux 内核版本号 三、进入并查看 linux 内核源码目录 一、解压内核源码 ---- 将 下载的 Linux 内核源码 linux-5.6.14.tar.gz...拷贝到 Ubuntu 虚拟机中 , 执行 tar xvf linux-5.6.14.tar.gz 命令 , 解压 Linux 内核源码 ; 解压完毕后 , linux-5.6.14 目录中就是解压后的...Linux 内核源码 ; 二、查询当前 Linux 内核版本号 ---- 执行 uname -a 命令 , 查询当前 Ubuntu 系统的 Linux 内核版本号 , 执行过程如下 : root@ubuntu...x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux root@ubuntu:~/kernel# root@ubuntu:~/kernel# 当前的内核版本号是 4.13.0 ; 三...、进入并查看 linux 内核源码目录 ---- 进入之前解压的 linux-5.6.14 内核源码目录 ; root@ubuntu:~/kernel# ls linux-5.6.14 linux-5.6.14

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