Linux-ydin - mikä se on?

Linux-ydintä on käytetty tietokoneissa ympäri maailmaa kolmen vuosikymmenen ajan. Koska ydintä käytetään eri alustoilla, tätä ratkaisua on lähes kaikkialla, esimerkiksi tietokoneissa, älypuhelimissa, puettavassa elektroniikassa, kodinkoneissa ja verkkolaitteissa. Tässä artikkelissa tarkastellaan ytimen arkkitehtuuria, sen tärkeimpiä tehtäviä ja rajapintoja.

Linux-ytimen ominaisuudet

Tiedetään, että assembly-koodi antaa mahdollisuuden saada vielä enemmän suorituskykyä, ominaisuuksien suhteen se on jonkin verran rajallinen, leijonanosa koodista on kirjoitettu C-kielellä. Tämä osuus on jopa 98 prosenttia. Assembler-kielessä päätimme tehdä vain merkityksettömiä lisäyksiä, jotka lisäävät hieman suorituskykyä, arkkitehtuurista riippuvaisia toimintoja ja lataajaa.

Mikä on Linux-ytimen arkkitehtuuri? Tietokoneen resurssien käyttöoikeus riippuu pitkälti käyttöjärjestelmän käyttämän ytimen tyypistä. Oikeuksien suhteen ydin pysyy muiden sovellusten yläpuolella. Kun otetaan huomioon suoritettavien tehtävien määrä, tehtävän ratkaisu tapahtuu ytimen tasolla, joten erottaa niistä useita lajikkeita. Yleisin ratkaisu on monoliittinen, mikroydin ja hybridi.

Leijonanosa monoliittisesta Linux-ytimestä on tallennettu yhteen tiedostoon. Tämä ei kuitenkaan vielä tarkoita, että se kuuluisi monoliittiseen ytimeen, vaan moduulit pystyvät erilliseen tallennukseen. Tärkein juju on se, että ydin pystyy käsittelemään kaikki pyynnöt, mutta ei ota huomioon käyttäjäsovellusten pyyntöjä. Ydin ottaa hoitaakseen esimerkiksi seuraavat tehtävät:

• prosessin ja muistin hallinta;
• ajurit;
• virtuaalinen tiedostojärjestelmä;
• verkkopino.

Ytimen monoliittisesta luonteesta huolimatta se koostuu sisäisistä moduuleista, jotka ladataan tarpeen mukaan eikä yksitellen. Jotkin moduulit pidetään erillään ytimestä, mutta useimmiten ne ovat apulaiteajureita. Ydin on tietokoneen etuoikeutetuin ohjelmisto. Erityisesti Linux-ytimen osalta voidaan todeta, että se on monoliittinen. Tämä on tärkein asia, joka on syytä tietää tässä vaiheessa.