Ядро Linux

Ядро Linux
Ядро Linux
Тип	свободное и открытое программное обеспечение, ядро операционной системы, совместная работа[d], проект и компьютерная платформа[d]
Автор	Линус Торвальдс
Разработчик	Линус Торвальдс, Кокс, Алан, Грег Кроа-Хартман, Инго Молнар[d] и Мортон, Эндрю
Написана на	Си, язык ассемблера и Rust
Первый выпуск	25 августа 1991
Аппаратная платформа	ARM, AVR, Blackfin[d], DEC Alpha, ETRAX CRIS[d], Itanium, MIPS, PA-RISC, PowerPC, SPARC, SuperH, TILE64[d], Unicore[d], Xtensa[d], Motorola 680x0, IBM System/390, x86, x86_64 и z/Architecture[d]
Последняя версия	6.1.11 (9 февраля 2023);
Тестовая версия	6.2-rc7 (5 февраля 2023);
Лицензия	GNU GPL 2[…]
Сайт	kernel.org (англ.)
	Медиафайлы на Викискладе

Ядро Linux (/ˈlɪnʊks/^[8]) — ядро операционной системы, соответствующее стандартам POSIX, составляющее основу операционных систем семейства Linux, а также ряда операционных систем для мобильных устройств, в том числе Android, Tizen, KaiOS. Разработка кода ядра была начата финским студентом Линусом Торвальдсом в 1991 году, на его имя зарегистрирована торговая марка «Linux».

Применение ядра Linux

Код написан в основном на Си с некоторыми расширениями gcc и на ассемблере (с использованием AT&T-синтаксиса GNU Assembler).

Распространяется как свободное программное обеспечение на условиях GNU General Public License, кроме несвободных элементов, особенно драйверов, которые используют прошивки, распространяемые под различными лицензиями^[9].

Операционные системы на базе ядра Linux являются лидерами на рынках суперкомпьютеров, микрокомпьютеров, серверов и смартфонов.

ИсторияПравить

Начало проекту было положено в 1991 году с публикации сообщения в новостной группе Usenet^[10].

К тому времени GNU уже создал множество составляющих для свободной операционной системы, но её ядро GNU Hurd ещё не было готово. Поэтому пустующее место ядра для свободной операционной системы занял Linux и, несмотря на ограниченную функциональность ранних версий, привлёк к себе множество разработчиков и пользователей.

«Linux» как ядро операционной системы, разработка которого была начата Торвальдсом — лишь небольшая часть многих из использующих его систем, которые обычно тоже называют «Linux». Это иногда приводит к путанице, в связи с чем существует спор об именовании GNU/Linux — некоторые сторонники движения GNU считают, что именно такое наименование является корректным для операционной системы на базе ядра Linux и использующей наработки проекта GNU (такие, как glibc, gcc, bash, coreutils и другие)^[11].

По состоянию на май 2020 года семейство операционных систем на базе ядра Linux — третье по популярности в мире на рынке настольных компьютеров — 4,9 %^[12]. На рынке веб-серверов доля Linux порядка 31 %, остальное — Unix-системы (FreeBSD и др.)^[13]. По данным Top500 (май 2020 года), Linux используется в качестве операционной системы на 100 % самых мощных суперкомпьютеров планеты^[14].

Большинство мобильных устройств, таких, как смартфоны и планшетные компьютеры на базе операционных систем Android, MeeGo, Tizen, а также телевизоры и многие служебные устройства, такие, как внешние сетевые жёсткие диски, маршрутизаторы и модемы, также использует операционные системы на базе ядра Linux.

ХронологияПравить

Апрель 1991: 21-летний Линус Торвальдс начал работу над некоторыми механизмами операционной системы. Он начал с эмулятора терминала и планировщика задач.
25 августа 1991: Торвальдс поместил сообщение в новостную группу по Minix^[10]^[15].
17 сентября 1991: Linux версии 0.01 (10 239 строк кода).
5 октября 1991: Linux версии 0.02^[16].
Декабрь 1991: Linux версии 0.11. Это была первая версия Linux, на которой можно было собрать Linux из исходных кодов.
19 января 1992: Первое сообщение в группе новостей alt.os.linux^[17].
31 марта 1992: Создана специализированная группа новостей comp.os.linux^[18].
Апрель 1992: Linux версии 0.96, на котором стало возможно запустить графический сервер X Window System.
Весь 1993 и начало 1994: 15 тестовых выпусков версии 0.99.* (в июле 1993 введено понятие BogoMips).
14 марта 1994: Linux версии 1.0.0 (176 250 строк кода).
Март 1995: Linux версии 1.2.0 (310 950 строк кода).
9 мая 1996: Выбран символ Linux — пингвин Tux.
9 июня 1996: Linux версии 2.0.0 (777 956 строк кода).
25 января 1999: Linux версии 2.2.0, изначально довольно недоработанный (1 800 847 строк кода).
4 января 2001: Linux версии 2.4.0 (3 377 902 строки кода).
18 декабря 2003: Linux версии 2.6.0 (5 929 913 строк кода).
23 марта 2009: Linux версии 2.6.29, временный символ Linux — тасманский дьявол Tuz (11 010 647 строк кода).
22 июля 2011: релиз Linux 3.0 (14,6 млн строк кода).
24 октября 2011: релиз Linux 3.1.
15 января 2012: релиз Linux 3.3 преодолел отметку в 15 млн строк кода.
23 февраля 2015: первый релиз-кандидат Linux 4.0 (более 19 млн строк кода).
7 января 2019: первый релиз-кандидат Linux 5.0 (более 26 млн строк кода).

ВерсииПравить

Торвальдс продолжает выпускать новые версии ядра, объединяя изменения, вносимые другими программистами, и внося свои. Оно обычно называется «ванильным» (vanilla), то есть официальное ядро без каких-либо сторонних изменений. В дополнение к официальным версиям ядра существуют альтернативные ветки, которые могут быть взяты из различных источников. Как правило, разработчики дистрибутивов Linux поддерживают свои собственные версии ядра, например, включая в них драйверы устройств, которые ещё не включены в официальную версию. С 30 мая 2011 изменена политика нумерации версий ядра^[19].

Нумерация версий до 30 мая 2011Править

Номер версии ядра Linux до 30 мая 2011 содержал четыре числа, согласно недавнему изменению в политике именования версий, схема которой долгое время была основана на трёх числах. Для иллюстрации допустим, что номер версии составлен таким образом: A.B.C[.D] (например, 2.2.1, 2.4.13 или 2.6.12.3).

Число A обозначает версию ядра. Изначально задумывалось, что оно будет изменяться редко и только тогда, когда вносятся значительные изменения в код и концепцию ядра, первые такие изменения произошли в 1994 году (версия 1.0) и в 1996 году (версия 2.0). Впоследствии правило значительности изменений было нарушено, и дважды очередные версии ядра выходили с обновлённой первой цифрой — 31 мая 2011 года (3.0.0) и 21 апреля 2015 (4.0.0).
Число B обозначает старшую версию ревизии ядра. В ядрах до версии 3.0 Чётные числа обозначали стабильные ревизии, то есть те, которые предназначены для продуктивного использования, такие, как 1.2, 2.4 или 2.6, а нечётные — ревизии для разработчиков, предназначенные для того, чтобы тестировать новые улучшения и драйвера до тех пор, пока они не станут достаточно стабильными для того, чтобы включить их в стабильный выпуск.
Число C обозначает младшую версию ревизии ядра. В старой трёхчисловой схеме нумерации оно изменялось тогда, когда в ядро включались заплатки, связанные с безопасностью, исправления ошибок, новые улучшения или драйверы. С новой политикой нумерации, однако, оно изменяется только тогда, когда вносятся новые драйверы или улучшения; небольшие исправления поддерживаются числом D.
Число D впервые появилось после случая, когда в коде ядра версии 2.6.8 была обнаружена грубая, требующая незамедлительного исправления ошибка, связанная с NFS. Однако других изменений было недостаточно для того, чтобы это послужило причиной для выпуска новой младшей ревизии (которой должна была стать 2.6.9). Поэтому была выпущена версия 2.6.8.1 с единственным изменением в виде исправления этой ошибки. С ядра 2.6.11 эта нумерация была адаптирована в качестве новой официальной политики версий. Исправления ошибок и заплатки безопасности теперь обозначаются с помощью четвёртого числа, тогда как большие изменения отражаются в увеличении младшей версии ревизии ядра (число C).

Нумерация версий с 30 мая 2011Править

30 мая 2011 Линус Торвальдс выпустил ядро версии 3.0-rc1. Вместе с ним изменена политика нумерации версий ядра. Отменено использование чётных и нечётных номеров для обозначения стабильности ядра, а третье число означает стабильность ядра. Версия 3.0 практически не несёт никаких изменений, кроме изменения политики нумерации ядра. Таким образом, стабильные версии ядра 3.0 будут именоваться 3.0.X, а следующий после этого релиз будет иметь номер 3.1.

ПоддержкаПравить

В то время как Торвальдс продолжает выпускать новые экспериментальные версии, руководство LTS-версиями передаётся другим лицам:

Серия	Версии	Руководители	Окончание поддержки
3.2	3.2.101	Бэн Хатчингс	Май 2018
3.4	3.4.113	Ли Зифан	Октябрь 2016
3.10	3.10.108	Уилли Тароу	Ноябрь 2017
3.12	3.12.74	Иржи Слаби	Май 2017
3.14	3.14.79	Грег Кроа-Хартман	Сентябрь 2016
3.16	3.16.85	Бэн Хатчингс	Июнь 2020
3.18	3.18.140	Саша Левин	Январь 2017
4.1	4.1.52	Саша Левин	Май 2018
4.4	4.4.302	Грег Кроа-Хартман & Саша Левин	Февраль 2022
4.9	4.9.336	Грег Кроа-Хартман & Саша Левин	Январь 2023
4.14	4.14.302	Грег Кроа-Хартман & Саша Левин	Январь 2024
4.19	4.19.269	Грег Кроа-Хартман & Саша Левин	Декабрь 2024
5.4	5.4.228	Грег Кроа-Хартман & Саша Левин	Декабрь 2025
5.10	5.10.160	Грег Кроа-Хартман & Саша Левин	Декабрь 2026
5.15	5.15.84	Грег Кроа-Хартман & Саша Левин	Октябрь 2023

Другими программистами ядра Linux являются Роберт Лав^[en] и Инго Молнар^[en]^[20].

Стабильные версииПравить

Версия 1.0 в марте 1994 — поддерживала только однопроцессорные i386-машины.
Версия 1.2 в марте 1995 — добавлена поддержка процессоров Alpha, SPARC и MIPS.
Версия 2.0 в июне 1996 — добавлена поддержка других процессоров, а также многопроцессорных систем.
Версия 2.2 в январе 1999^[21].
Версия 2.4 в январе 2001 — добавлена поддержка ISA Plug and Play, процессоров PA-RISC, шин USB и PC-Card (PCMCIA). Поддержка для процессоров Axis Communications ETRAX CRIS и файловой системы InterMezzo были добавлены чуть позже^[22].
Версия 2.6-от 17 декабря 2003:
- создано ответвление μClinux (для микроконтроллеров);
- добавлена поддержка для процессоров Hitachi серии H8/300, NEC v850, процессоры для встроенных систем Motorola m68k, новая архитектура доступа к памяти NUMA, поддержка NCR Voyager, технологии Intel hyperthreading и PAE;
- добавлено:
  - поддержка файловой системы XFS (разработчик — фирма SGI);
  - улучшена поддержка APIC;
  - увеличено максимальное количество пользователей и групп с 65 000 до более 4 млрд;
  - увеличено максимальное количество процессов с 32 000 до 1 млрд;
  - увеличено максимальное количество типов устройств (major device) — с 255 до 4095, и максимальное количество устройств каждого типа (minor device) — с 255 до более миллиона, из-за проблем с распределением номеров под типы устройства введён системный сервис udev;
  - улучшена поддержка 64-битных систем и файловых систем размером более 16 Тбайт;
  - уменьшено время реакции для процессов реального времени;
  - переписана реализация потоков с использованием Native POSIX Thread Library (NPTL);
  - улучшен загрузчик модулей;
  - добавлена новая служебная файловая система sysfs;
  - интеграция User-mode Linux;
  - и др.
Версия 3.0. — Используется в Ubuntu 11.10
Версия 3.1.
Версия 3.2 — используется в Ubuntu 12.04 LTS и Debian 7 Wheezy. Помимо исправлений ошибок, предполагается впервые вносить некоторые оптимизации кода, влияющие на производительность, в ядро с длительным циклом поддержки.
Версия 3.3.
Версия 3.4.
Версия 3.5 — используется в Ubuntu 12.10.
Версия 3.6.
Версия 3.7.
Версия 3.8 — прекращена поддержка процессоров i386. Используется в Ubuntu 13.04.
Версия 3.9.
Версия 3.10.
- Нововведения:
  - Можно запретить выполнять скрипты как программы — функциональность запуска скриптов, содержащих путь к интерпретатору в заголовке «#!», теперь может быть собрана в виде модуля ядра.
  - Интегрирована разработанная и используемая в Google система bcache (англ.). Bcache позволяет организовать кэширование доступа к медленным жёстким дискам на быстрых SSD-накопителях; кэширование при этом ведётся на уровне блочного устройства — и это позволяет ускорить доступ к накопителю, причём независимо от используемых файловых систем на устройстве.
  - Ядро можно собирать компилятором Clang благодаря подготовленным проектом LLVMLinux патчам.
  - Появилась динамическая система управления генерацией прерываний таймером. Теперь можно в зависимости от текущего состояния изменять прерывания в диапазоне от тысяч тиков в секунду до одного прерывания в секунду — это позволяет сводить к минимуму нагрузку на CPU при обработке прерываний в случае неактивности системы. Сейчас эта функция используется для систем реального времени и HPC (высокопроизводительных вычислений), но в следующих выпусках ядра будет задействована и для десктоп-систем тоже.
  - Появилась возможность генерации события с уведомлением приложения о приближении к исчерпанию доступной процессу/системе памяти (в cgroups).
  - Для команды perf стало доступно профилирование доступа к памяти.
  - Появился новый драйвер «sync» (экспериментальный). Он был разработан в рамках платформы Android и используется для синхронизации между другими драйверами.
  - Появился драйвер для виртуальных видеоадаптеров Microsoft Hyper-V (по работе Hyper-V в целом тоже есть улучшения).
  - Теперь поддерживаются новые средства управления питанием, которые появились в процессорах AMD семейства 16h («Jaguar»).
  - Поддержка ускорения декодирования видео с использованием аппаратного декодера UVD, встроенного в современные GPU AMD, была добавлена в DRM-модуль Radeon.
  - Добавлена поддержка протокола RDMA (iSER) в подсистему iSCSI.
  - Выполнение криптографических функций (sha256, sha512, blowfish, twofish, serpent и camellia) оптимизировано с использованием инструкций AVX/AVX2 и SSE.
  - Был интегрирован драйвер виртуальной графической карты QXL (применяется в системах виртуализации для ускоренного вывода графики при помощи протокола SPICE).
Версия 3.11. — Используется в Ubuntu 13.10
Версия 3.12.
Версия 3.13. — Используется в Ubuntu 14.04
Версия 3.14.
Версия 3.15.
Версия 3.16. — Используется в Ubuntu 14.10
Версия 3.17.
Версия 3.18.
Версия 3.19. — Используется в Ubuntu 15.04
Версия 4.0^[23] — изменения касаются, в основном, исправлений драйверов (media, sound, pci, scsi target, drm, thermal), обновлений для архитектур nios2, x86^[24].
- Некоторые нововведения:^[25]
  - установка обновлений ядра без необходимости перезагрузки;
  - улучшения для платформы Intel ‘Skylake’;
  - поддержка Intel Quark SoC;
  - различные улучшения для работы Linux на Playstation 3;
  - поддержка драйвером TOpen-source AMD Radeon функции DisplayPort Audio;
  - различные улучшения в драйверах HID, включая Lenovo compact keyboards, Wacom Cintiq 27QHD;
  - в драйвера управления питания Toshiba добавлены настройки USB sleep/charge functionality, rapid charge, sleep w/ music и др.;
  - улучшения работы с файловой системой, включая F2FS, BtrFS и др.
Версия 4.1.
Версия 4.2. — Используется в Ubuntu 15.10
Версия 4.3.
Версия 4.4. — Используется в Ubuntu 16.04
Версия 4.5.
Версия 4.6.
Версия 4.7.
Версия 4.8.
- Основные улучшения:
  - поддержка AMDGPU OverDrive
  - начальная поддержка NVIDIA Pascal
  - поддержка стандарта HDMI CEC
  - полная поддержка BCM2837 — SoC, на котором основана Raspberry Pi 3
  - серьёзная доработка Btrfs ENOSPC
  - множество улучшений безопасности
Версия 4.9.
- Основные улучшения:
  - Множество улучшений Direct Rendering Manager
  - Поддержка Greybus — подсистемы взаимодействия модулей Project Ara
  - Поддержка Intel Integrated Sensor Hub (ISH)
  - Значительные изменения подсистем виртуализации Xen и KVM
  - Исправлены ошибки в btrfs и ext4
  - Поддержка процессоров Loongson 1C
Версия 4.10.
- Основные улучшения:
  - Множество новых функций в файловых системах f2fs, ubifs, ext4, xfs, cifs, удалена logfs
  - Добавлена поддержка virtio-crypto для виртуализированных гостевых систем
  - Значительные улучшения графических драйверов nouveau, amdgpu, intel и adreno
  - Добавлена поддержка звуковых чипов CS35L34, CS42L42, WM8581, MSM8916 WCD, RT5665
  - Реализована технология Intel GVT-g, которая позволяет предоставить для каждого виртуального окружения отдельный виртуальный GPU
  - Для IPv6 реализована поддержка Segment Routing (SR-IPv6)
Версия 4.11.
- Основные улучшения:
  - Алгоритм использования swap переработан для SSD
  - Поддержка OPAL для шифрования данных на NVM Express
  - Новый системный вызов statx() — обновлённый stat()
  - Подключение I/O планировщиков к подсистеме многоуровневых очередей для блочных устройств
  - В RAID 4/5/6 подсистемы MD добавлена поддержка журналирования на отдельный NVRAM или SSD
  - Множественные изменения в cgroups, RCU, inotify, пространствах имён, таймерах и прочих подсистемах
Версия 4.12.
- Основные улучшения:
  - Поддержка устройств с USB Type-C для USB 3.1
  - Аппаратное ускорение для NVIDIA GTX 1050, 1060, 1070 и 1080
  - Удалён hd — драйвер жёстких дисков, написанный Линусом и поставлявшийся начиная с версии ядра 0.01
  - Добавлена утилита AnalyzeBoot, формирующая HTML-отчёт о загрузке ядра
  - Прекращена поддержка архитектуры AVR32
  - Поддержка компьютеров Orange Pi PC2, NVIDIA Tegra 186, i/MX28 Duckbill, Motorola DROID4, Rockchip RK3399/RK3288 и температурных датчиков Broadcom BCM2835 (Raspberry Pi)
Версия 4.13.
- Основные улучшения:
  - Добавлена подсистема для работы с UUID/GUID
  - Добавлена ядерная реализация протокола TLS
  - Поддержка огромного количества нового оборудования, в том числе начальная поддержка графики Intel Cannonlake/Coffeelake, однако драйвера термодатчика Zen/Ryzen до сих пор нет
  - Многочисленные улучшения дисковой подсистемы и файловых систем ext4, Btrfs, F2FS, UBIFS, XFS
  - В ext4 появилась опция, увеличивающая максимальное количество файлов в каталоге с 10 млн до 2 млрд
  - Теперь по умолчанию используется версия протокола SMB 3.0, представленная с Windows 8
Версия 4.14.
- Основные улучшения:
  - Улучшения для Vega в AMDGPU, поддержка modesetting GP108 / GT 1030 в Nouveau, добавление кода для работы с чипами Cannonlake «Gen 10» в видеодрайвер Intel
  - Поддержка HDMI CEC для Raspberry Pi и Allwinner Sunxi
  - Многочисленные улучшения архитектуры Aarch64 для Raspberry Pi Zero W, Banana Pi и множества других плат, обновления архитектуры MIPS и прекращение поддержки процессоров серии R6000
  - Увеличение лимитов размера оперативной памяти для новых процессоров Intel: адресное пространство до 128 ПБ, физическая оперативная память до 4 ПБ
  - Поддержка сжатия Zstd для Btrfs и SquashFS
  - Поддержка распараллеливания в Cgroup2
Версия 4.15 — используется в Ubuntu 18.04.
- Основные улучшения:
  - Новая архитектура — RISC-V, драйверы для RISC-V устройств ожидаются в следующем релизе
  - Информация об уязвимостях используемого процессора теперь доступна в /sys/devices/system/cpu/vulnerabilities, определить подверженность Meltdown или Spectre стало проще
  - Наконец-то обеспечена поддержка температурного датчика AMD Zen (Ryzen/Threadripper/EPYC), также добавлена поддержка температурного мониторинга Intel Coffee Lake и Cannonlake, а также GeForce GTX 1000
  - Добавлен драйвер Radeon RX Vega
  - Обеспечена поддержка новых SoC и одноплатных компьютеров: Allwinner R40, Broadcom Hurricane 2, CubieBoard 6, Banana Pi M2 Ultra, Fairphone 2
  - Продолжена работа по исправлению «Unix Millennium Bug» — проблемы 2038 года
Версия 4.16.
- Основные улучшения:
  - Драйвер vboxguest наконец-то приняли в ядро. Хотя почти все остальные драйверы VirtualBox до сих пор не приняты, такие функции, как бесшовный режим и общий буфер обмена уже доступны
  - Поддержка новых одноплатников: Orange Pi R1, Hummingboard2, D-Link DNS_313 и поддержка дисплея для NVIDIA Jetson TX2
  - Множество улучшений драйверов блочных устройств и файловых систем XFS, Btrfs и ext4
  - AMDGPU теперь поддерживает синхронизацию нескольких дисплеев в мультимониторной конфигурации, эта функция включена по умолчанию для всех поддерживаемых GPU
  - Различные исправления и улучшения безопасности и работа над предотвращением использования уязвимостей Spectre и Meltdown на всех поддерживаемых архитектурах
Версия 4.17.
- Основные улучшения:
  - Улучшение энергосбережения вплоть до 10 % нa определённом оборудовании
  - F2FS теперь поддержвает lost+found, а ext4 защищена от атак специально сформированными контейнерами
  - Произведена чистка кода, удалён код поддержки девяти устаревших архитектур, добавлена поддержка новой архитектуры NDS32
  - По умолчанию теперь включён AMDGPU DC с поддержкой Vega12 и AMDKFD, позволяющий запускать ROCm/OpenCL на Polaris и Fiji
  - Добавлен драйвер для гигабитных сетевых карт Microchip LAN743x
  - Поддержка новых SoC: Allwinner H6, NVIDIA Tegra Xavier, ST STM32MPU, NVIDIA P2972
Версия 4.18 — используется в Ubuntu 18.10.
- Основные улучшения:
  - Предотвращение использования уязвимости Spectre V4 на ARM64, и уязвимости Spectre V2 на ARM32
  - Начальная поддержка графики Vega 20, Vega M и Intel Icelake Gen11
  - Новая подсистема BPFILTER, предоставляющая возможности фильтрации пакетов и файрвола и сохраняющая совместимость с iptables
  - Многочисленные улучшения в реализации USB 3.2, USB Type-C и SoundWire
  - Для AMD Stoney Ridge и Bristol Ridge наконец-то добавлен драйвер датчика температуры
  - Файловая система Lustre удалена из кода основного ядра, дальнейшее её развитие будет производиться в форке
Версия 4.19.
- Основные улучшения:
  - Альтернативный режим DisplayPort для разъёмов USB Type-C
  - Драйвер виртуального KMS (VKMS) позволяет использовать возможности GPU на headless-системах
  - Множество исправлений и улучшений, призванных решить проблему 2038 года, например, драйвер ext4 теперь поддерживает даты в 64-битном формате
  - Новые механизмы защиты от Spectre для x86, PowerPC и S390
  - Новая файловая система — EROFS, очень простое внутреннее устройство, очень высокая производительность, но возможно монтирование исключительно в режиме read-only
  - Множество улучшений в подсистеме KMS на платформах x86 и PowerPC
Версия 4.20.
- Основные улучшения:
- Вызов kexec, позволяющий загрузить ядро в память без перезагрузки реализован для архитектуры MIPS
  - Поддержка китайских процессоров Hygon Dhyana и C-SKY
  - Значительная чистка от GCC-специфичного кода и устранение использования VLA для обеспечения возможности сборки ядра при помощи Clang
  - Улучшение работы функции гибернации для 32-битных x86
  - Множество исправлений, связанных с проблемой 2038 года
  - Поддержка вибрации в драйвере контроллера Xbox One S

АрхитектураПравить

Архитектура ядра Linux и интерактивная карта

Обобщённая структура файловой системы

Ядро Linux поддерживает многозадачность, виртуальную память, динамические библиотеки, отложенную загрузку, производительную систему управления памятью и многие сетевые протоколы.

На сегодняшний день Linux — монолитное ядро с поддержкой загружаемых модулей. Драйверы устройств и расширения ядра обычно запускаются в нулевом кольце защиты, с полным доступом к оборудованию. В отличие от обычных монолитных ядер, драйверы устройств легко собираются в виде модулей и загружаются или выгружаются во время работы системы.

То, что архитектура Linux не является микроядерной, вызвало обширнейшие прения между Торвальдсом и Эндрю Таненбаумом в конференции по Minix в 1992 году.

СовместимостьПравить

Задуманное изначально не как многоплатформенное, ядро Linux на данное время перенесено на очень широкий круг архитектур, запускается на широком спектре оборудования от iPAQ (карманный компьютер) до IBM S/390 (высокопроизводительный мейнфрейм). Системы на основе Linux используются в качестве основных почти на всех суперкомпьютерах (более 99 % списка TOP500), в том числе и на самом мощном — Summit^[26]. Изначально Linux разрабатывался для 32-битных x86-совместимых ПК; на сегодняшний день различные версии ядра Linux запускаются на следующих процессорных архитектурах:

ARM:
- Acorn: Archimedes, A5000, RiscPC;
- StrongARM, Intel XScale и тому подобных;
Axis Communications CRIS;
DEC Alpha;
HP PA-RISC;
Hitachi: SuperH (SEGA Dreamcast), H8/300;
IBM System/390;
IBM zSeries-мэйнфреймы;
Intel 80386 и выше: IBM PC и совместимые с процессорами:
- 80386, 80486, а также AMD, Cyrix, TI и IBM-варианты;
- серия Pentium;
- Core, Core2 Duo в 32- и 64-битных версиях;
- AMD Am5x86, K5, K6, Athlon (все 32-битные версии), Duron;
- AMD64: 64-битная технология AMD (также известная как x86-64);
- Cyrix 5x86, 6x86 (M1), 6x86MX и MediaGX (National/AMD Geode) серия;
- VIA C3 и последующие процессоры;
- поддержка Intel 8086, 8088, 80186, 80188 и 80286 процессоров находится в разработке (проект ELKS);
- Microsoft Xbox (Pentium III);
Intel IA-64 (Itanium);
MIPS;
- Silicon Graphics, Inc.;
- Cobalt Qube, Cobalt RaQ;
- Sony/Toshiba/IBM — Emotion Engine и Cell, используемые в PlayStation 2 и PlayStation 3 соответственно;
- DECstation
- и некоторые другие;
Motorola 68020 и выше:
- более новые Amiga: A1200, A2500, A3000, A4000;
- Apple Macintosh II, LC, Quadra, Centris и ранняя серия Performa;
- рабочие станции Sun Microsystems серии 3 (экспериментальная, с использованием Sun-3 MMU);
NEC v850e;
Renesas M32R;
PowerPC и IBM POWER:
- все новые компьютеры Apple (все оснащённые PCI Power Macintoshes, ограниченная поддержка NuBus Power Macs),
- клоны PCI Power Mac, разработанные Power Computing, UMAX и Motorola;
- IBM RS/6000, iSeries- и pSeries-системы;
- Pegasos I и II системы;
- некоторые встроенные системы PowerPC;
Qualcomm Hexagon^[27]
SPARC и UltraSPARC: Sun 4-series, SPARCstation/SPARCserver, Ultra-, Blade- и Fire-серии рабочих станций и серверов.

ЛицензияПравить

Ядро Linux распространяется на условиях лицензии GNU General Public License, то есть свободно. Эту лицензию выбрал Линус Торвальдс практически сразу после того, как стало понятно, что его хобби начало получать распространение по всему миру. Владельцем торговой марки Linux является Линус, а помогает следить за соблюдением его прав и условий GPL Фонд свободного программного обеспечения.

СимволПравить

Tux

Официальным символом Linux является пингвин по имени Tux, отличающийся от «обычных» пингвинов жёлтым цветом клюва и лап.

Tuz

В качестве символа версии ядра 2.6.29 принят тасманский дьявол Tuz, изображение которого ранее служило талисманом конференции linux.conf.au 2009. На этой конференции Линус Торвальдс провёл успешную акцию по благотворительной продаже игрушек Linux Tasmanian devil за сохранение популяции Тасманского дьявола. В версии 2.6.30 используется прежний логотип.

Оценка стоимости разработки с нуляПравить

Стоимость переразработки ядра Linux версии 2.6.0 способами, принятыми для разработки проприетарного ПО, была оценена в 612 млн долл. США (467 млн евро) в ценах 2004 года с использованием модели оценки человеко-месяцев COCOMO^[28]. В 2006 году исследование, профинансированное Евросоюзом, подняло стоимость разработки ядра Linux до уровня €882 млн ($1,09)^[29].

Эта тема была снова поднята в октябре 2008 г. Амандой МакФерсон, Брайаном Проффиттом и Роном Хейл-Эвансом. Используя методологию Дэвида Э. Вилера, они оценили разработку ядра 2.6.25 в 1,3 млрд долл. США (часть от 10,8 млрд долл. США переразработки Fedora 9)^[30]. Также Гарсиа-Гарсиа и Алонсо де Магдалено из университета Овьедо (Испания) оценили ежегодный прирост стоимости ядра приблизительно в 100 млн евро с 2005 по 2007 гг. и 225 млн евро в 2008 г. Совокупная стоимость разработки в Евросоюзе в 2009 году оценена в более чем 1 млрд евро (около 1,23 млрд долл. США)^[31].

См. такжеПравить

Процесс загрузки Linux
DKMS
Kernel panic
9885 Linux — астероид, названный в честь Linux^[32].
Сравнение Microsoft Windows и Linux

Компоненты ядра Linux

Linux framebuffer
USB core — подсистема для поддержки USB-устройств и контроллеров шины USB.
evdev (англ. event device) — компонент для работы с устройствами ввода (клавиатурой, джойстиком, мышью).
kvm (англ. kernel-based virtual machine).
DRM (англ. direct rendering manager).
cgroups (англ. control groups).
dm (англ. device mapper).
Video4Linux.
SELinux (англ. security-enhanced Linux).
Netfilter (англ. network filter) — межсетевой экран (брандмауэр).

ПримечанияПравить

↑ https://web.archive.org/web/20150315012537/http://www.linuxfoundation.org/about
↑ Linux 6.1.11 — 2023.
↑ https://www.phoronix.com/news/Linux-6.2-rc7-Released
↑ The linux Open Source Project on Open Hub: Languages Page — 2006.
↑ https://www.zdnet.fr/actualites/rust-fait-un-grand-pas-en-avant-en-devenant-le-deuxieme-langage-officiel-de-linux-39933753.htm
↑ RELEASE NOTES FOR LINUX v0.12
↑ It’s official, Linux was released on September 17, 1991 (англ.)
↑ Howto pronouce Linux? (англ.). Дата обращения: 5 марта 2008. Архивировано 21 августа 2011 года.
↑ Bruce Byfield. Linux-libre project meets rocky reception (англ.). Linux.com. SourceForge, Inc. (1 августа 2008). Дата обращения: 2 августа 2008. Архивировано из оригинала 5 августа 2008 года.
↑ ¹ ² What would you like to see most in minix? (англ.) — Оригинальное сообщение Линуса Торвальдса о его новой ОС в новостной группе comp.os.minix
↑ Andrew D. Balsa. The linux-kernel mailing list FAQ (англ.) (12 ноября 2006). Дата обращения: 17 мая 2008. Архивировано из оригинала 1 июля 2016 года.
↑ OS Statistics
↑ Usage of Linux for websites (англ.). По данным на май 2020 года, GNU/Linux-системы используются на 31,3 % веб-сайтов в интернете.. W3 Techs. Дата обращения: 4 июня 2020.
↑ List Statistics | TOP500 Supercomputer Sites
↑

От: torvalds@klaava.Helsinki.Fi (Линус Бенедикт Торвальдс)
Новостная группа: comp.os.minix
Тема: Небольшой опрос о моей новой операционной системе
Message-ID:<1991Aug25.205708.9541@klaava.Helsinki.Fi>
Дата: 25 Aug 91 20:57:08 GMT
Организация: Хельсинкский Университет
Привет всем тем, кто использует миникс —
Я делаю (свободную) операционную систему (это только хобби, не столь большое и профессиональное, как GNU) для 386 (486) AT-клонов. Эта система пишется с апреля и скоро будет готова. Я хочу получить любой отзыв, касающийся вещей, которые нравятся/не нравятся людям в миниксе, так как моя ОС похожа на неё (такое же устройство файловой системы (по практическим соображениям), среди прочего).
В настоящее время я портировал bash (1.08) и gcc (1.40), и, похоже, эти программы работают. Это значит, что я получу что-то практичное в ближайшие несколько месяцев, и я хочу узнать, какие возможности хочет большинство людей. Любые предложения принимаются, но я не обещаю, что я осуществлю их :-)
Линус (torvalds@kruuna.helsinki.fi)
P. S. Да — в ней нет кода миникс, и будет мультипотоковая ФС. Система НЕПЕРЕНОСИМА (использует команды Intel 386 и т. д.) и, вероятно, будет поддерживать только жёсткие диски AT, так как это всё, что у меня есть :-(

Оригинальный текст (англ.)[показатьскрыть]

Hello everybody out there using minix -
I'm doing a (free) operating system (just a hobby, won't be big and professional like gnu) for 386 (486) AT clones. This has been brewing since april, and is starting to get ready. I'd like any feedback on things people like/dislike in minix, as my OS resembles it somewhat (same physical layout of the file-system (due to practical reasons) among other things).
I've currently ported bash (1.08) and gcc (1.40), and things seem to work. This implies that I'll get something practical within a few months, and I'd like to know what features most people would want. Any suggestions are welcome, but I won't promise I'll implement them:-)
Linus (torvalds@kruuna.helsinki.fi)
PS. Yes — it's free of any minix code, and it has a multi-threaded fs. It is NOT portable (uses 386 task switching etc), and it probably never
will support anything other than AT-harddisks, as that's all I have:-(.
↑ [1] (англ.)
↑ alt.os.linux (англ.)
↑ comp.os.linux (англ.)
↑ Gmane — Mail To News And Back Again
↑ Список сопроводителей Linux (англ.)
↑ [2] (англ.)
↑ [3] (англ.)
↑ Ima Sheep. Linux 4.0 released (неопр.). Linux Kernel Mailing List archive (Sun, 12 Apr 2015 15:41:30).
↑ Linus Torvalds. Re: Linux 4.0 released (неопр.) (Sun, 12 Apr 2015 15:49:41 −0700).
↑ JOEY-ELIJAH SNEDDON. Linux Kernel 4.0 Features Live Kernel Patching, PS3 Support (неопр.).
↑ Sandra Henry-Stocker. UNIX AS A SECOND LANGUAGE: Red Hat reaches the Summit – a new top scientific supercomputer (англ.). Network World (8 июня 2018). Дата обращения: 1 октября 2018.
↑ http://www.pcweek.ru/foss/article/detail.php?ID=136238 "Обновлённое ядро поддерживает DSP-процессор Hexagon компании Qualcomm. "
↑ David A. Wheeler. Linux Kernel 2.6: It's Worth More! (неопр.) Дата обращения: 18 сентября 2010. Архивировано 21 августа 2011 года.
↑ Economic impact of FLOSS on innovation and competitiveness of the EU ICT sector (недоступная ссылка), таблица 3 на странице 50.
↑ Estimating Total Development Cost Of a Linux Distribution Архивная копия от 11 июля 2010 на Wayback Machine, таблица на странице 6.
↑ The Billion Dollar Kernel
↑ 9885 Linux (1994 TM14) (англ.). JPL Small-Body Database Browser. JPL (NASA). Дата обращения: 23 мая 2008. Архивировано 21 августа 2011 года.

ЛитератураПравить

Торвальдс, Л.; Даймонд, Д. Ради удовольствия = Just for fun. — М.: ЭКСМО-Пресс, 2002. — С. 288. — ISBN 5-04-009285-7.
Роберт Лав. Разработка ядра Linux = Linux Kernel Development. — 2-е изд. — М.: «Вильямс», 2006. — С. 448. — ISBN 0-672-32720-1.
Родригес К. З., Фишер Г., Смолски С. Linux: азбука ядра. — «КУДИЦ-ПРЕСС», 2007. — С. 584. — ISBN 978-5-91136-017-7.
Баррет Д. Linux: основные команды. Карманный справочник. — 2-е издание. — «КУДИЦ-ПРЕСС», 2007. — С. 288. — ISBN 5-9579-0050-8.
Маянк Шарма. Рождение ядра Linux // Linux Format. — 2016. — Октябрь (№ 10 (215)). — С. 24—31.

СсылкиПравить

The Linux Kernel Archives (англ.) (HTML). — Официальный сайт ядра Linux. Дата обращения: 6 июля 2010. Архивировано 21 августа 2011 года.
Замечательный Мир Linux 2.6 (рус.) (HTML). — Замечательный Мир Linux 2.6 (linux). Дата обращения: 6 июля 2010.
Анализ тенденций и участников разработки ядра Linux — статья об отчёте The Linux Foundation за 2012 год

[_a69114a8c69faf67-1] ttps://web.archive.org/web/20150315012537/http://www.linuxfoundation.org/about

[_e2580fc9d060d0f9-2] Linux 6.1.11 — 2023.

[_b6429c83dc5fe9a5-3] ttps://www.phoronix.com/news/Linux-6.2-rc7-Released

[_72ecb8f720717ac6-4] The linux Open Source Project on Open Hub: Languages Page — 2006.

[_c620eae63a0c37c3-5] ttps://www.zdnet.fr/actualites/rust-fait-un-grand-pas-en-avant-en-devenant-le-deuxieme-langage-officiel-de-linux-39933753.htm

[_3db8d8c6bcf57af6-6] RELEASE NOTES FOR LINUX v0.12

[_e9e7344c24e8eae3-7] It’s official, Linux was released on September 17, 1991 (англ.)

[8] Howto pronouce Linux? (англ.). Дата обращения: 5 марта 2008. Архивировано 21 августа 2011 года.

[9] Bruce Byfield. Linux-libre project meets rocky reception (англ.). Linux.com. SourceForge, Inc. (1 августа 2008). Дата обращения: 2 августа 2008. Архивировано из оригинала 5 августа 2008 года.

[minix-10] ¹ ² What would you like to see most in minix? (англ.) — Оригинальное сообщение Линуса Торвальдса о его новой ОС в новостной группе comp.os.minix

[11] Andrew D. Balsa. The linux-kernel mailing list FAQ (англ.) (12 ноября 2006). Дата обращения: 17 мая 2008. Архивировано из оригинала 1 июля 2016 года.

[12] OS Statistics

[13] Usage of Linux for websites (англ.). По данным на май 2020 года, GNU/Linux-системы используются на 31,3 % веб-сайтов в интернете.. W3 Techs. Дата обращения: 4 июня 2020.

[14] List Statistics | TOP500 Supercomputer Sites

[15] 

От: torvalds@klaava.Helsinki.Fi (Линус Бенедикт Торвальдс)
Новостная группа: comp.os.minix
Тема: Небольшой опрос о моей новой операционной системе
Message-ID:<1991Aug25.205708.9541@klaava.Helsinki.Fi>
Дата: 25 Aug 91 20:57:08 GMT
Организация: Хельсинкский Университет
Привет всем тем, кто использует миникс —
Я делаю (свободную) операционную систему (это только хобби, не столь большое и профессиональное, как GNU) для 386 (486) AT-клонов. Эта система пишется с апреля и скоро будет готова. Я хочу получить любой отзыв, касающийся вещей, которые нравятся/не нравятся людям в миниксе, так как моя ОС похожа на неё (такое же устройство файловой системы (по практическим соображениям), среди прочего).
В настоящее время я портировал bash (1.08) и gcc (1.40), и, похоже, эти программы работают. Это значит, что я получу что-то практичное в ближайшие несколько месяцев, и я хочу узнать, какие возможности хочет большинство людей. Любые предложения принимаются, но я не обещаю, что я осуществлю их :-)
Линус (torvalds@kruuna.helsinki.fi)
P. S. Да — в ней нет кода миникс, и будет мультипотоковая ФС. Система НЕПЕРЕНОСИМА (использует команды Intel 386 и т. д.) и, вероятно, будет поддерживать только жёсткие диски AT, так как это всё, что у меня есть :-(

Оригинальный текст (англ.)[показатьскрыть]

Hello everybody out there using minix -
I'm doing a (free) operating system (just a hobby, won't be big and professional like gnu) for 386 (486) AT clones. This has been brewing since april, and is starting to get ready. I'd like any feedback on things people like/dislike in minix, as my OS resembles it somewhat (same physical layout of the file-system (due to practical reasons) among other things).
I've currently ported bash (1.08) and gcc (1.40), and things seem to work. This implies that I'll get something practical within a few months, and I'd like to know what features most people would want. Any suggestions are welcome, but I won't promise I'll implement them:-)
Linus (torvalds@kruuna.helsinki.fi)
PS. Yes — it's free of any minix code, and it has a multi-threaded fs. It is NOT portable (uses 386 task switching etc), and it probably never
will support anything other than AT-harddisks, as that's all I have:-(.

[16] [1] (англ.)

[17] t.os.linux (англ.)

[18] .os.linux (англ.)

[19] Gmane — Mail To News And Back Again

[20] Список сопроводителей Linux (англ.)

[21] [2] (англ.)

[22] [3] (англ.)

[23] Ima Sheep. Linux 4.0 released (неопр.). Linux Kernel Mailing List archive (Sun, 12 Apr 2015 15:41:30).

[24] Linus Torvalds. Re: Linux 4.0 released (неопр.) (Sun, 12 Apr 2015 15:49:41 −0700).

[25] JOEY-ELIJAH SNEDDON. Linux Kernel 4.0 Features Live Kernel Patching, PS3 Support (неопр.).

[Суперкомпьютер_Summit-26] Sandra Henry-Stocker. UNIX AS A SECOND LANGUAGE: Red Hat reaches the Summit – a new top scientific supercomputer (англ.). Network World (8 июня 2018). Дата обращения: 1 октября 2018.

[27] ttp://www.pcweek.ru/foss/article/detail.php?ID=136238 "Обновлённое ядро поддерживает DSP-процессор Hexagon компании Qualcomm. "

[28] David A. Wheeler. Linux Kernel 2.6: It's Worth More! (неопр.) Дата обращения: 18 сентября 2010. Архивировано 21 августа 2011 года.

[29] Economic impact of FLOSS on innovation and competitiveness of the EU ICT sector (недоступная ссылка), таблица 3 на странице 50.

[30] Estimating Total Development Cost Of a Linux Distribution Архивная копия от 11 июля 2010 на Wayback Machine, таблица на странице 6.

[31] The Billion Dollar Kernel

[32] 9885 Linux (1994 TM14) (англ.). JPL Small-Body Database Browser. JPL (NASA). Дата обращения: 23 мая 2008. Архивировано 21 августа 2011 года.

[8]

[1]

[4]

[5]

[2]

[3]

[6]

[7]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]