Linux: une plongée profonde dans ses parties fondamentales

Les composants principaux de Linux incluent le noyau, le système de fichiers, l'espace de shell, d'utilisateur et de noyau, les pilotes de périphériques et l'optimisation des performances et les meilleures pratiques. 1) Le noyau est le cœur du système, gérant le matériel, la mémoire et les processus. 2) Le système de fichiers organise des données et prend en charge plusieurs types tels que Ext4, BTRFS et XFS. 3) Shell est le centre de commande pour les utilisateurs pour interagir avec le système et prend en charge les scripts. 4) Séparez l'espace utilisateur de l'espace du noyau pour assurer la stabilité du système. 5) Le pilote de périphérique connecte le matériel au système d'exploitation. 6) L'optimisation des performances comprend la configuration du système de réglage et les meilleures pratiques suivantes.

introduction

Linux, la puissance des systèmes d'exploitation, a été l'épine dorsale des serveurs, des systèmes intégrés et même le cœur battant des appareils Android. Si vous vous êtes déjà demandé ce qui faisait vibrer Linux, vous êtes dans un traitement. Dans cette plongée profonde, nous explorerons les parties fondamentales qui font de Linux le système d'exploitation polyvalent et robuste qu'il est aujourd'hui. À la fin de ce voyage, vous aurez un Solid Grapp sur le noyau, le système de fichiers, le shell, et plus encore, ainsi que des anecdotes et des informations personnelles pour démarrer.

Le noyau: le cœur de Linux

Imaginez le noyau Linux comme le cœur du système, pompant la vie dans chaque opération. C'est le composant central qui gère le matériel, la mémoire et les processus. Je me souviens de la première fois que j'ai bricolé des modules de noyau, me sentant comme un scientifique fou donnant vie à un Frankenstein numérique.

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

int init_module (void)
{
    printk (kern_info "Hello, World - Ceci est un module de noyau \ n");
    retour 0;
}

void Cleanup_module (void)
{
    printk (kern_info "Au revoir, monde - c&#39;était un module de noyau \ n");
}

Module_license ("gpl");
Module_author ("Votre nom");
Module_description ("un exemple simple module Linux");
Module_version ("0,1");

Cet extrait est un module de noyau de base qui imprime les messages au journal du noyau. C'est un exemple simple mais puissant de la façon dont vous pouvez étendre la fonctionnalité du noyau. Mais soyez averti, travailler avec le noyau peut être délicat. J'ai passé une fois des heures à déboguer une panique du noyau uniquement pour découvrir que c'était une faute de frappe simple dans le code de mon module!

Le système de fichiers: organisation du chaos

Le système de fichiers de Linux est comme une bibliothèque méticuleusement organisée. C'est là que vit tout, de vos documents aux configurations du système. J'ai toujours admiré l'élégance de la structure hiérarchique, ce qui rend la navigation et la gestion des fichiers un jeu d'enfant.

 # Créer un nouveau répertoire
mkdir my_new_folder

# Accédez au nouveau répertoire
CD MY_NEW_FOLDER

# Créer un fichier
toucher mon_file.txt

# Liste des contenus
ls -l

Ces commandes présentent la simplicité de l'interaction avec le système de fichiers. Pourtant, il y a une profondeur. Par exemple, la compréhension des différences entre EXT4, BTRFS et XFS peut avoir un impact significatif sur les performances du système. Une fois, j'ai passé un serveur d'EXT4 à XFS et j'ai vu une amélioration notable des opérations d'E / S.

Le shell: votre centre de commande

La coquille est l'endroit où la magie se produit. C'est votre centre de commande, vous permettant d'interagir avec le système de manière puissante. J'ai passé d'innombrables nuits dans le terminal, me sentant comme un pirate d'un film cyberpunk, exécutant des commandes et regardant le système répondre.

 # Liste tous les processus en cours d'exécution
PS AUX

# Trouvez un processus spécifique
pgrep -f "my_process"

# Tuer un processus
tuer -9 <pid>

Ces commandes sont le pain et le beurre de l'utilisation de la coquille. Mais la puissance de la coquille réside dans ses capacités de script. J'ai écrit une fois un script à des sauvegardes automatiques, ce qui m'a permis de faire des heures de travail manuel. Cependant, les scripts peuvent être une épée à double tranchant; Une petite erreur peut entraîner des conséquences involontaires, comme la suppression accidentelle des fichiers importants.

Espace utilisateur par rapport à l'espace du noyau: la grande fracture

Comprendre la séparation entre l'espace utilisateur et l'espace du noyau est cruel. C'est comme la différence entre les espaces publics et privés d'une maison. Les applications d'espace utilisateur ne peuvent pas gâcher directement le noyau, ce qui est une bonne chose pour la stabilité du système.

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

int main () {
    // Exemple d&#39;un appel système
    long résultat = syscall (sys_getpid);
    printf ("mon ID de processus est% ld \ n", résultat);
    retour 0;
}

Ce code démontre un appel système, un moyen pour l'espace utilisateur d'interagir avec le noyau. C'est fascinant de voir comment ces appels comblent l'écart entre les deux espaces. Mais c'est aussi là que les vulnérabilités de sécurité peuvent se cacher. Je me souviens d'une époque où un appel de système à tort erroné a conduit à une violation de la sécurité, m'apprenant l'importance de comprendre ce fossé.

Pilotes de périphérique: la colle entre le matériel et les logiciels

Les pilotes d'appareils sont les héros méconnus de Linux. Ils sont la colle qui connecte votre matériel au système d'exploitation. Je me souviens de la satisfaction d'écrire mon premier pilote et de voir un matériel prendre vie.

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

#Define Device_name "Chardev"

statique int majeur;

static int device_open (struct inode * inode, fichier struct * fichier)
{
    printk (kern_info "Device Opend \ n");
    retour 0;
}

statique ssize_t device_read (fichier struct * fichier, char __User * tampon, taille_t, loff_t * offset)
{
    printk (kern_info "dispositif lecture \ n");
    retour 0;
}

statique struct file_opérations fops = {
    .open = device_open,
    .read = device_read,
};

int init_module (void)
{
    Major = register_chrdev (0, device_name, & fops);
    if (major <0) {
        printk (kern_alert "Enregistrement du périphérique char échoué avec% d \ n", major);
        retour majeur;
    }
    printk (kern_info "J&#39;ai été affecté à un nombre majeur% d. Pour parler à \ n", major);
    printk (kern_info "Le pilote, créez un fichier de développement avec \ n");
    printk (kern_info "&#39;mknod / dev /% sc% d 0&#39;. \ n", device_name, major);
    retour 0;
}

void Cleanup_module (void)
{
    ungister_chrdev (major, device_name);
}

Cet exemple est un pilote de périphérique de caractère de base. La rédaction de chauffeurs peut être difficile, mais c'est incroyablement enrichissant. Une fois, j'ai débogagé un pilote pour un capteur personnalisé, qui a nécessité de plonger profondément dans la documentation matérielle et les internes du noyau. C'était un voyage, mais le sentiment d'accomplissement était sans précédent.

Optimisation des performances et meilleures pratiques

L'optimisation des systèmes Linux peut être un art. J'ai passé de nombreuses heures à peaufiner des configurations pour extraire chaque élément de performance. Par exemple, l'ajustement de la valeur de swappacité peut avoir un impact significatif sur la réactivité du système.

 # Vérifiez le swappacité actuelle
chat / proc / sys / vm / swappiness

# Définissez le swappiness sur une valeur inférieure
Echo 10 | Sudo Tee / Proc / Sys / VM / Swappiness

Ce réglage peut faire une différence, en particulier sur les systèmes avec beaucoup de RAM. Mais il ne s'agit pas seulement de modifier les valeurs. Les meilleures pratiques telles que la mise à jour de votre système, l'utilisation de systèmes de fichiers appropriés et la surveillance de l'utilisation des ressources sont cruelles. J'ai eu une fois un crash de serveur parce que j'ai négligé des mises à jour, une erreur que je ne répéterai pas.

Conclusion

Linux est une merveille d'ingénierie, ses parties fondamentales travaillant en harmonie pour créer un système d'exploitation robuste et polyvalent. Du noyau à la coque, chaque composant joue un rôle vital. Lorsque vous approfondissez Linux, n'oubliez pas qu'il ne s'agit pas seulement de connaissances techniques; Il s'agit du voyage et des histoires que vous rassemblerez en cours de route. Continuez à expérimenter, continuez à apprendre et, surtout, continuez à profiter de la magie de Linux.

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