Linux: menyelam yang mendalam ke bahagian asasnya

Komponen teras Linux termasuk kernel, sistem fail, shell, pengguna dan ruang kernel, pemandu peranti, dan pengoptimuman prestasi dan amalan terbaik. 1) Kernel adalah teras sistem, menguruskan perkakasan, memori dan proses. 2) Sistem fail menganjurkan data dan menyokong pelbagai jenis seperti Ext4, BTRFS dan XFS. 3) Shell adalah pusat arahan untuk pengguna untuk berinteraksi dengan sistem dan menyokong skrip. 4) Ruang pengguna berasingan dari ruang kernel untuk memastikan kestabilan sistem. 5) Pemandu peranti menghubungkan perkakasan ke sistem operasi. 6) Pengoptimuman prestasi termasuk konfigurasi sistem penalaan dan mengikuti amalan terbaik.

Pengenalan

Linux, kuasa sistem pengendalian, telah menjadi tulang belakang pelayan, sistem tertanam, dan juga jantung pemukulan peranti Android. Jika anda pernah tertanya -tanya apa yang membuat Linux Tick, anda akan mendapat rawatan. Dalam menyelam yang mendalam ini, kami akan meneroka bahagian -bahagian asas yang menjadikan Linux sebagai OS serba boleh dan mantap hari ini. Menjelang akhir perjalanan ini, anda akan mempunyai grapp yang kukuh pada kernel, sistem fail, shell, dan banyak lagi, ditambah dengan beberapa anekdot peribadi dan pandangan untuk boot.

Kernel: jantung linux

Bayangkan kernel Linux sebagai jantung sistem, mengepam kehidupan ke dalam setiap operasi. Ia adalah komponen teras yang menguruskan perkakasan, memori, dan proses. Saya masih ingat kali pertama saya bermain -main dengan modul kernel, berasa seperti seorang saintis gila yang membawa Frankenstein digital untuk hidup.

 #include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>

int init_module (tidak sah)
{
    printk (kern_info "hello, dunia - ini adalah modul kernel \ n");
    kembali 0;
}

void cleanup_module (tidak sah)
{
    printk (kern_info "Selamat tinggal, dunia - ini adalah modul kernel \ n");
}

Module_license ("gpl");
Module_author ("nama anda");
Module_description ("Contoh mudah modul Linux");
Module_version ("0.1");

Coretan ini adalah modul kernel asas yang mencetak mesej ke log kernel. Ini adalah contoh yang mudah namun kuat tentang bagaimana anda dapat melanjutkan fungsi kernel. Tetapi diberi amaran, bekerja dengan kernel boleh menjadi rumit. Saya pernah menghabiskan berjam -jam menyahpepijat panik kernel hanya untuk mengetahui ia adalah kesilapan yang mudah dalam kod modul saya!

Sistem fail: mengatur kekacauan

Sistem fail Linux adalah seperti perpustakaan yang teratur. Di sinilah segala -galanya dari dokumen anda ke konfigurasi sistem hidup. Saya selalu mengagumi keanggunan struktur hierarki, yang menjadikan navigasi dan menguruskan fail angin.

 # Buat direktori baru
mkdir my_new_folder

# Menavigasi ke direktori baru
cd my_new_folder

# Buat fail
sentuh my_file.txt

# Kandungan senarai
ls -l

Perintah ini mempamerkan kesederhanaan berinteraksi dengan sistem fail. Namun, ada kedalamannya. Sebagai contoh, memahami perbezaan antara Ext4, BTRFS, dan XFS boleh memberi kesan kepada prestasi sistem. Saya pernah menukar pelayan dari Ext4 ke XFS dan melihat peningkatan yang ketara dalam operasi I/O.

Shell: pusat arahan anda

Cangkang adalah di mana sihir berlaku. Ia adalah pusat arahan anda, membolehkan anda berinteraksi dengan sistem dengan cara yang berkuasa. Saya telah menghabiskan banyak malam di terminal, berasa seperti penggodam dari filem cyberpunk, melaksanakan arahan dan menonton sistem bertindak balas.

 # Senaraikan semua proses berjalan
ps aux

# Cari proses tertentu
pgrep -f "my_process"

# Bunuh proses
Bunuh -9 <Pid>

Perintah ini adalah roti dan mentega penggunaan shell. Tetapi kuasa shell terletak pada keupayaan skripnya. Saya pernah menulis skrip untuk sandaran automatik, yang menyelamatkan saya jam kerja manual. Walau bagaimanapun, skrip boleh menjadi pedang bermata dua; Kesilapan kecil boleh menyebabkan akibat yang tidak diingini, seperti tidak sengaja memadam fail penting.

Ruang Pengguna vs Ruang Kernel: Pembahagian Besar

Memahami pemisahan antara ruang pengguna dan ruang kernel adalah kejam. Ia seperti perbezaan antara kawasan awam dan swasta rumah. Aplikasi ruang pengguna tidak boleh secara langsung merosakkan kernel, yang merupakan perkara yang baik untuk kestabilan sistem.

 #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>

int main () {
    // Contoh panggilan sistem
    hasil yang panjang = syscall (sys_getpid);
    printf ("ID proses saya ialah %ld \ n", hasilnya);
    kembali 0;
}

Kod ini menunjukkan panggilan sistem, cara untuk ruang pengguna untuk berinteraksi dengan kernel. Ia menarik bagaimana panggilan ini menjembatani jurang antara kedua -dua ruang. Tetapi ia juga di mana kelemahan keselamatan boleh bersembunyi. Saya teringat masa apabila panggilan sistem yang salah menyebabkan pelanggaran keselamatan, mengajar saya pentingnya memahami pembahagian ini.

Pemacu Peranti: Gam antara perkakasan dan perisian

Pemandu peranti adalah wira yang tidak dikenali Linux. Mereka adalah gam yang menghubungkan perkakasan anda ke sistem operasi. Saya masih ingat kepuasan menulis pemandu pertama saya dan melihat sekeping perkakasan hidup.

 #include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>

#define device_name "chardev"

statik int major;

static int device_open (struct inode *inode, struct file *file)
{
    printk (kern_info "peranti dibuka \ n");
    kembali 0;
}

statik ssize_t device_read (fail struct *fail, char __user *buffer, saiz_t panjang, loff_t *offset)
{
    printk (kern_info "peranti baca \ n");
    kembali 0;
}

statik struct file_operations fops = {
    .poten = device_open,
    .read = device_read,
};

int init_module (tidak sah)
{
    Major = register_chrdev (0, device_name, & fops);
    jika (utama <0) {
        printk (kern_alert "Peranti char mendaftarkan gagal dengan %d \ n", major);
        pulangan utama;
    }
    printk (kern_info "Saya telah diberikan nombor utama %d untuk bercakap dengan \ n", major);
    printk (kern_info "pemandu, buat fail dev dengan \ n");
    printk (kern_info "&#39;mknod /dev / %sc %d 0&#39;. \ n", device_name, major);
    kembali 0;
}

void cleanup_module (tidak sah)
{
    Unregister_chrdev (Major, Device_Name);
}

Contoh ini adalah pemacu peranti aksara asas. Penulis pemandu boleh mencabar, tetapi ia sangat menggembirakan. Saya pernah menyahpepijat pemandu untuk sensor tersuai, yang memerlukan menyelam jauh ke dalam dokumentasi perkakasan dan dalaman kernel. Ia adalah perjalanan, tetapi rasa pencapaian tidak dapat ditandingi.

Pengoptimuman prestasi dan amalan terbaik

Mengoptimumkan sistem Linux boleh menjadi seni. Saya telah menghabiskan banyak masa tweaking konfigurasi untuk memerah setiap prestasi. Sebagai contoh, menyesuaikan nilai swapiness boleh memberi kesan kepada respons sistem yang signifikan.

 # Periksa kebodohan semasa
kucing/proc/sys/vm/swappiness

# Tetapkan swappiness dengan nilai yang lebih rendah
Echo 10 | sudo tee/proc/sys/vm/swappiness

Tweak ini boleh membuat perbezaan, terutamanya pada sistem dengan RAM yang cukup. Tetapi ia bukan hanya mengenai nilai tweaking. Amalan terbaik seperti menjaga sistem anda dikemas kini, menggunakan sistem fail yang sesuai, dan penggunaan sumber pemantauan adalah kejam. Saya pernah mengalami kemalangan pelayan kerana saya mengabaikan kemas kini, kesilapan yang saya tidak akan ulangi.

Kesimpulan

Linux adalah keajaiban kejuruteraan, dengan bahagian -bahagian asasnya bekerja dalam harmoni untuk mewujudkan sistem operasi yang mantap dan serba boleh. Dari kernel ke shell, setiap komponen memainkan peranan penting. Semasa anda menyelidiki lebih mendalam ke Linux, ingatlah bahawa ia bukan hanya tentang pengetahuan teknikal; Ini mengenai perjalanan dan cerita -cerita yang akan anda kumpulkan di sepanjang jalan. Terus bereksperimen, terus belajar, dan yang paling penting, terus menikmati keajaiban Linux.

Atas ialah kandungan terperinci Linux: menyelam yang mendalam ke bahagian asasnya. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!