ฉันอ่านว่า Linux เป็นเคอร์เนลเสาหิน เคอร์เนลเสาหินหมายถึงการรวบรวมและเชื่อมโยงรหัสเคอร์เนลที่สมบูรณ์เข้ากับไฟล์เรียกทำงานได้หรือไม่?
หาก Linux สามารถรองรับโมดูลได้ทำไมไม่แบ่งระบบย่อยทั้งหมดออกเป็นโมดูลและโหลดเมื่อจำเป็น? ในกรณีนั้นเคอร์เนลไม่จำเป็นต้องโหลดโมดูลทั้งหมดในตอนแรกและสามารถรักษาดัชนีของฟังก์ชั่นในโมดูลและโหลดได้เมื่อจำเป็น
คำตอบ:
เคอร์เนลเสาหินเป็นเคอร์เนลที่ให้บริการทั้งหมด (ระบบไฟล์ VFS ไดรเวอร์อุปกรณ์ ฯลฯ ) รวมถึงฟังก์ชั่นหลัก (การตั้งเวลาการจัดสรรหน่วยความจำและอื่น ๆ ) เป็นกลุ่มถักแน่นที่ใช้พื้นที่เดียวกัน ตรงข้ามกับmicrokernelโดยตรง
microkernel ชอบวิธีการที่ฟังก์ชันหลักถูกแยกออกจากบริการระบบและไดรเวอร์อุปกรณ์ (ซึ่งโดยทั่วไปเป็นเพียงบริการระบบ) ตัวอย่างเช่น VFS (ระบบไฟล์เสมือน) และระบบไฟล์ของอุปกรณ์บล็อก (เช่น minixfs) เป็นกระบวนการแยกต่างหากที่ทำงานนอกพื้นที่ของเคอร์เนลโดยใช้ IPC เพื่อสื่อสารกับเคอร์เนลบริการอื่น ๆ และกระบวนการผู้ใช้ กล่าวโดยย่อถ้าเป็นโมดูลใน Linux ก็เป็นบริการใน microkernel ซึ่งระบุกระบวนการแยก
อย่าสับสนระหว่างเคอร์เนลโมดูลาร์ให้เป็นอะไรก็ได้ยกเว้นเสาหิน เมล็ดที่มีขนาดใหญ่บางตัวสามารถรวบรวมเป็นโมดูลได้ (เช่น Linux) สิ่งที่สำคัญคือโมดูลจะถูกแทรกและเรียกใช้จากพื้นที่เดียวกันที่รองรับการทำงานหลัก (พื้นที่เคอร์เนล)
ข้อดีของ microkernel คือบริการใด ๆ ที่ล้มเหลวสามารถเริ่มต้นใหม่ได้อย่างง่ายดายตัวอย่างเช่นไม่มีเคอร์เนลหยุดหากระบบไฟล์รูทส่งการยกเลิก สิ่งนี้ยังถูกมองว่าเป็นข้อเสียเพราะมันสามารถซ่อนข้อบกพร่องที่สำคัญได้ (หรือทำให้พวกมันดูไม่สำคัญนักเพราะปัญหาดูเหมือนจะแก้ไขตัวเองอย่างต่อเนื่อง) มันถูกมองว่าเป็นข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่ในสถานการณ์ที่คุณไม่สามารถแก้ไขบางอย่างได้อย่างสะดวกสบายเมื่อมีการปรับใช้
เสียเปรียบ microkernel การให้คือการที่ไม่ตรงกันส่งข้อความ IPC จะเป็นเรื่องยากมากที่จะแก้ปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าซ่านจะดำเนินการ นอกจากนี้การติดตามปัญหา FS / write หมายถึงการตรวจสอบกระบวนการพื้นที่ผู้ใช้บริการอุปกรณ์บล็อกบริการ VFS บริการระบบไฟล์และบริการ PCI (อาจ) หากคุณได้รับที่ว่างในเวลาที่จะดูบริการ IPC ซึ่งมักจะง่ายกว่าในเคอร์เนลเสาหิน GNU Hurdประสบปัญหาการแก้ไขข้อบกพร่อง ( อ้างอิง ) ฉันจะไม่เข้าสู่จุดตรวจเมื่อต้องรับมือกับคิวข้อความที่ซับซ้อน Microkernels ไม่ได้มีไว้สำหรับลมใจ
เส้นทางที่สั้นที่สุดในการทำงานของเคอร์เนลที่เสถียรคือวิธีการแบบเสาหิน วิธีใดวิธีหนึ่งสามารถเสนออินเตอร์เฟส POSIX ซึ่งการออกแบบเคอร์เนลกลายเป็นที่สนใจของใครบางคนเพียงแค่ต้องการเขียนโค้ดเพื่อรันบนการออกแบบใด ๆ ก็ตาม
ฉันใช้ Linux (เสาหิน) ในการผลิต แต่ส่วนใหญ่ของการเรียนรู้ของฉันแฮ็กหรือ tinkering กับการพัฒนาเคอร์เนลจะเข้าสู่ microkernel เฉพาะHelenOS
แก้ไข
หากคุณได้คำตอบที่ยืดยาวของฉันคุณอาจจะสนุกกับการอ่านการอภิปราย ' Torvalds-Tanenbaum ที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับการออกแบบเคอร์เนล ' แม้จะสนุกกว่าที่จะอ่านในปี 2013 มากกว่า 20 ปีหลังจากที่มันปรากฏขึ้น ส่วนที่สนุกที่สุดคือลายเซ็นของ Linus ในหนึ่งในข้อความสุดท้าย:
Linus "my first, and hopefully last flamefest" Torvalds
เห็นได้ชัดว่านั่นไม่เป็นความจริงเลยนอกจากคำทำนายของ Tanenbaum ว่า x86 จะล้าสมัยในไม่ช้า
หมายเหตุ:
เมื่อฉันพูดว่า "Minix" ฉันไม่ได้หมายถึง Minix 3 นอกจากนี้เมื่อฉันพูดถึง The HURD ฉันกำลังอ้างอิง (ส่วนใหญ่) Mach microkernel Mach ฉันไม่ได้ตั้งใจจะดูถูกงานล่าสุดของผู้อื่น
เคอร์เนลเสาหินหมายความว่าระบบปฏิบัติการทั้งหมดทำงานในโหมดเคอร์เนล (เช่นได้รับสิทธิพิเศษจากฮาร์ดแวร์) นั่นคือไม่มีส่วนใดของระบบปฏิบัติการที่ทำงานในโหมดผู้ใช้ (สิทธิ์ต่ำกว่า) เฉพาะแอปพลิเคชันด้านบนของระบบปฏิบัติการเท่านั้นที่ทำงานในโหมดผู้ใช้
ในระบบปฏิบัติการเคอร์เนลที่ไม่ใช่เสาหินเช่น Windows ส่วนใหญ่ของ OS จะทำงานในโหมดผู้ใช้
ไม่ว่าในกรณีใด OS สามารถเป็นแบบแยกส่วนได้สูง
; tl-dr - ไม่ลีนุกซ์เป็นหินใหญ่มาก
โมดูล Linux อาจหมายถึงแบบแยกส่วนในบางกรณี ตามที่คนอื่น ๆ ได้สังเกตเห็นเสาหินมักจะเป็นตัวแทนของmicrokernelกับเคอร์เนลเสาหิน microkernelดั้งเดิมมีคุณสมบัติเหล่านี้เท่านั้น
ไม่มีมีไดรเวอร์ฮาร์ดแวร์ , โปรโตคอล , ระบบไฟล์ , ระงับ / ประวัติ , การจัดการนาฬิกาฯลฯ ในเคอร์เนลหลัก สิ่งเหล่านี้เหมือนกับงานของผู้ใช้ (แม้ว่าพวกเขาอาจมีสิทธิ์แตกต่างกันผ่าน MMU / ตัวกำหนดตารางเวลา)
โปรแกรมเมอร์ PC และเซิร์ฟเวอร์อาจหัวเราะ แต่สองและสามนั้นเป็นเรื่องจริงสำหรับโทรศัพท์มือถือส่วนใหญ่ที่มีอยู่ Tanenbaum น่าจะเหมาะกับทุกบัญชีหาก BlackBerry QNX ประสบความสำเร็จ
นอกจากนี้L1-hypervisorsจำนวนมากยังมีไมโครเคอร์เนลอยู่ด้านล่าง เนื่องจาก Hyper-visor มักจะไม่ได้ทำอะไรมากนอกเหนือจากการสลับบริบท
เห็นได้ชัดว่าสามทำนายความสำเร็จของ Linux ;-)
อาร์กิวเมนต์สำหรับmicrokernelsคือระบบย่อยเสาหินทั้งหมดจำเป็นต้องซิงโครไนซ์หลายค่าในครั้งเดียว เพื่อที่จะทำสิ่งนี้พวกเขาจะต้องใช้กุญแจและจะต้องทนทุกข์ทรมานจากกฎของอัมดาห์เมื่อขยายไปถึงสถาปัตยกรรมแบบขนาน ตัวนับคือไมโครเคิลส่งผลให้มีข้อความ IPC จำนวนมาก
การพัฒนาที่สำคัญคือการใช้โปรแกรมล็อคฟรีเพื่อหลีกเลี่ยงความขัดแย้งในเคอร์เนลเสาหิน วิธีนี้จะช่วยหลีกเลี่ยงการล็อคในเคอร์เนลเสาหินในขณะที่ยังลดค่าใช้จ่าย IPC เมื่อเร็ว ๆ นี้ซีพียูทั้งหมดได้ขยาย ISA ของพวกเขาเพื่อรวม primitives ที่ดีกว่าสำหรับอัลกอริธึมที่ไม่ล็อค ดังนั้น Linux อาจจะยังคงเป็นเคอร์เนลเสาหินอยู่พักหนึ่ง
จากWikipedia :
เคอร์เนลเสาหินเป็นสถาปัตยกรรมเคอร์เนลที่ระบบปฏิบัติการทั้งหมดทำงานในพื้นที่เคอร์เนลและอยู่คนเดียวเป็นโหมดผู้ดูแล ในความแตกต่างกับสถาปัตยกรรมอื่นเคอร์เนลเสาหินจะกำหนดอินเทอร์เฟซเสมือนระดับสูงเพียงอย่างเดียวผ่านฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ด้วยชุดของการเรียกดั้งเดิมหรือการเรียกระบบเพื่อใช้บริการระบบปฏิบัติการทั้งหมดเช่นการจัดการกระบวนการการทำงานพร้อมกันและการจัดการหน่วยความจำ ไดรเวอร์อุปกรณ์เป็นโมดูล
รุ่นล่าสุดของ Windows บนมืออื่น ๆ ที่ใช้เคอร์เนลไฮบริด
เคอร์เนลลูกผสมเป็นสถาปัตยกรรมเคอร์เนลโดยอาศัยการผสมผสานแง่มุมต่าง ๆ ของสถาปัตยกรรมเคอร์เนลขนาดเล็กและขนาดใหญ่ที่ใช้ในระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ หมวดหมู่นี้มีการโต้เถียงเนื่องจากความคล้ายคลึงกับเคอร์เนลเสาหิน คำบางคำถูกยกเลิกโดยการตลาดแบบเรียบง่าย หมวดหมู่เคอร์เนลแบบดั้งเดิมคือเมล็ดและเสาหินขนาดเล็ก (ที่มี nanokernels และ exokernels ถูกมองว่าเป็น microkernels รุ่นที่รุนแรงกว่า)
'เสาหิน' ในบริบทนี้ไม่ได้อ้างถึงมีการปฏิบัติการขนาดใหญ่เพียงครั้งเดียวและอย่างที่คุณพูด Linux มีการสนับสนุนการโหลดแบบไดนามิกของเคอร์เนลโมดูลที่รันไทม์ เมื่อพูดถึงเมล็ด 'เสาหิน' หมายความว่าระบบปฏิบัติการทั้งหมดทำงานในโหมด 'สิทธิพิเศษ' หรือ 'ผู้ควบคุม' เมื่อเทียบกับระบบปฏิบัติการประเภทอื่นที่ใช้เคอร์เนลชนิดเช่น 'microkernel' ซึ่งมีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ชุดของฟังก์ชั่นทำงานในโหมดพิเศษและระบบปฏิบัติการส่วนใหญ่ทำงานในพื้นที่ผู้ใช้
ผู้เสนอของไมโครเคิลบอกว่าสิ่งนี้ดีกว่าเพราะโค้ดขนาดเล็กหมายถึงข้อบกพร่องน้อยกว่าและข้อบกพร่องที่ทำงานในโหมดผู้ดูแลอาจทำให้เกิดปัญหามากกว่าในรหัสพื้นที่ผู้ใช้ (เช่นโอกาสที่จะมีช่องโหว่ด้านความปลอดภัยหรือระบบทั้งหมดล้มเหลว 'เคอร์เนลตกใจ') microkernels บางตัวมีค่าน้อยที่สุดที่สามารถพิสูจน์ได้อย่างเป็นทางการซึ่งหมายความว่าคุณสามารถพิสูจน์ได้ว่าเคอร์เนลนั้นถูกต้องตามข้อกำหนด L4เป็นตัวอย่างที่ดีของสิ่งนี้
เคอร์เนลเสาหินเป็นกระบวนการขนาดใหญ่เดียวที่ทำงานทั้งหมดในพื้นที่ที่อยู่เดียว มันเป็นไฟล์ไบนารีคงที่เดียว บริการเคอร์เนลทั้งหมดมีอยู่และดำเนินการในพื้นที่ที่อยู่เคอร์เนล เคอร์เนลสามารถเรียกใช้ฟังก์ชันได้โดยตรง ตัวอย่างของระบบปฏิบัติการเคอร์เนลเสาหินคือ Linux, Unix
ฉันคิดว่าโพสต์นี้จะช่วยให้คุณเข้าใจแนวคิดได้มากขึ้น
http://learnlinuxconcepts.blogspot.in/2014/03/what-are-monolithic-and-micro-kernels.html