Linux カーネルの機能を探る: 5 つの主要部分の詳細な紹介

Linux カーネルは、オペレーティング システムの中核部分として、ハードウェア リソースの管理やシステム コールの提供などの重要な機能を担っています。この記事では、プロセス管理、ファイル システム、ネットワーク通信、デバイス ドライバー、メモリ管理を含む Linux カーネルの 5 つの主要な部分を詳しく掘り下げ、詳細な紹介とコード例を提供します。

1. プロセス管理

プロセスの作成

Linux カーネルでは、プロセスの作成は fork() システム コールによって実現されます。 。簡単なコード例を次に示します。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();
    
    if (pid < 0) {
        // エラー処理
        perror("フォークが失敗しました");
    else if (pid == 0) {
        // 子プロセス
        printf("子プロセス
");
    } それ以外 {
        // 親プロセス
        printf("親プロセス
");
    }

    0を返します。
}

プロセスのスケジューリング

Linux カーネルは、スケジューラを使用してプロセスの実行順序を決定します。プロセスの優先順位を調整すると、スケジュール動作が影響を受けることがあります。以下は、プロセスの優先順位を変更するサンプル コードです。 #include int main() { int ret; const int 優先度 = 10; ret = setpriority(PRIO_PROCESS, 0, 優先度); if (ret == 0) { printf("優先順位が正常に設定されました "); } それ以外 { perror("優先順位の設定に失敗しました"); } 0を返します。 }

2. ファイル システム

ファイルの作成と書き込み

Linux カーネルは、ファイルの作成と書き込みを行うための一連のシステム コール (

open() など) を提供します。

、write() など。簡単なファイルの書き込み例を次に示します。 #include #include #include int main() { int fd = open("test.txt", O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR); if (fd < 0) { perror("オープンに失敗しました"); -1 を返します。 } const char* content = "こんにちは、Linux!"; write(fd, コンテンツ, strlen(コンテンツ)); 閉じる(fd); 0を返します。 }

ファイルの読み取りと閉じる

同様に、システム コール

read()

を使用してファイルの内容を読み取り、close()## を使用できます。 # ファイル記述子を閉じます。簡単なファイル読み取りの例を次に示します。 #include <stdio.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> int main() { int fd = open("test.txt", O_RDONLY); if (fd < 0) { perror("オープンに失敗しました"); -1 を返します。 } 文字バッファ[100]; read(fd, バッファ, sizeof(buffer)); printf("ファイルの内容: %s "、バッファ); 閉じる(fd); 0を返します。 }

3. ネットワーク通信

ソケット プログラミング

Linux カーネルはソケット プログラミングをサポートしており、ネットワーク通信はソケットを介して実行できます。簡単な TCP クライアントの例を次に示します:

#<stdio.h> を含める
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>

int main() {
    int sockfd = ソケット(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    struct sockaddr_inserver_addr;
    サーバー_アドレス.sin_family = AF_INET;
    サーバーアドレス.sin_port = htons(8080);
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

    connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));

    const char* message = "こんにちは、サーバー!";
    send(sockfd, メッセージ, strlen(メッセージ), 0);

    閉じる(sockfd);

    0を返します。
}

4. デバイス ドライバー

Linux カーネルのデバイス ドライバーは、ハードウェアとカーネル間の通信を実現するための重要な部分です。デバイス ドライバーは、カーネル モジュールを作成することでロードできます。以下は、単純なキャラクター デバイス ドライバーの例です。

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

static int __init mydriver_init(void) {
    printk(KERN_INFO "ドライバーが初期化されました
");
    0を返します。
}

静的 void __exit mydriver_exit(void) {
    printk(KERN_INFO "ドライバーが終了しました
");
}

module_init(mydriver_init);
module_exit(mydriver_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");

5. メモリ管理

メモリの割り当てと解放

Linux カーネルは、kmalloc() および ## を提供します。 #kfree() 関数は、メモリの割り当てと解放操作を実行します。簡単なメモリ割り当ての例を次に示します。

#include void* ptr = kmalloc(1024, GFP_KERNEL); if (!ptr) { printk(KERN_ERR "メモリの割り当てに失敗しました "); } kfree(ptr);

上記は、プロセス管理、ファイル システム、ネットワーク通信、デバイス ドライバー、メモリ管理を含む、Linux カーネルの 5 つの主要部分の詳細な紹介です。コード例の表示を通じて、Linux カーネルの機能と実装についてより深く理解していただければ幸いです。

以上がLinux カーネルの機能を探る: 5 つの主要部分の詳細な紹介の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。