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の運用と保守-php.cn

Linux カーネルの機能を探る: 5 つの主要部分の詳細な紹介

王林

リリース： 2024-03-21 09:57:03

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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。
}

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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

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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

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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

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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。
}

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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");

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