本文作者戴文.科利爾.約翰遜(Devyn Collier Johnson)今年才19歲，但是他在Linux內(nèi)核、人工智能、編程語言方面擁有豐富的經(jīng)驗，本文是其在linux.org上連載的一系列關(guān)于內(nèi)核的文章。文章寫的深入淺出，本站不揣淺陋，由LCTT成員geekpi進行了系列翻譯，以分享給廣大Linux愛好者。

在1991年，一個叫林納斯·本納第克特·托瓦茲的芬蘭學生制作了一個現(xiàn)在非常流行的操作系統(tǒng)的內(nèi)核。他于1991年9月發(fā)布了Linux 0.01，并且于1992年以GPL許可證的方式授權(quán)了該內(nèi)核。GNU通用許可證(GPL)允許人們使用、擁有、修改，以及合法和免費的分發(fā)源代碼。這使得內(nèi)核變得非常流行，因為任何人都可以免費地下載。現(xiàn)在任何人都可以生成他們自己的內(nèi)核，這有助于人們學習如何獲取、編輯、配置、編譯并安裝Linux內(nèi)核。

內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心。操作系統(tǒng)是一系列的管理硬件并允許用戶在電腦上運行應(yīng)用的程序。內(nèi)核控制著硬件和應(yīng)用。應(yīng)用并不直接和硬件打交道，而是首先和內(nèi)核交互?？傊?，軟件運行在內(nèi)核上，而內(nèi)核操作著硬件。沒有內(nèi)核，電腦就是一個沒用的物件。

用戶制作他們自己的內(nèi)核有各種各樣的原因。許多用戶也許想要一個只包含他們需要的代碼的系統(tǒng)內(nèi)核。比如說我的內(nèi)核包含了火線設(shè)備驅(qū)動，但是我的電腦缺乏這些端口。當系統(tǒng)啟動時，時間和內(nèi)存就會浪費在那些我系統(tǒng)上并沒有安裝的設(shè)備上。如果我想要簡化我的內(nèi)核，我會制作自己不包含火線驅(qū)動的內(nèi)核。至于另外一個理由，某個用戶可能擁有一臺有特殊硬件的設(shè)備，但是最新的Ubuntu版本中的內(nèi)核缺乏所需的驅(qū)動。這個用戶可以下載最新的內(nèi)核(比當前Ununtu的Linux內(nèi)核要新)，并制作他們自己的有相應(yīng)驅(qū)動的內(nèi)核。不管怎樣，這兩個原因是用戶想要制作自己的Linux內(nèi)核的普遍原因。

在下載內(nèi)核前，我們應(yīng)該討論一些重要的術(shù)語和事實。Linux內(nèi)核是一個宏內(nèi)核，這意味著整個操作系統(tǒng)都運行在內(nèi)核預(yù)留的內(nèi)存里。說的更清楚一些，內(nèi)核是放在內(nèi)存里的。內(nèi)核所使用的空間是內(nèi)核預(yù)留的。只有內(nèi)核可以使用預(yù)留的內(nèi)核空間。內(nèi)核擁有這些內(nèi)存空間，直到系統(tǒng)關(guān)閉。與內(nèi)核空間相對應(yīng)的還是用戶空間。用戶空間是內(nèi)存上用戶程序擁有的空間。比如瀏覽器、電子游戲、文字處理器、媒體播放器、壁紙、主題等都是放在內(nèi)存里的用戶空間。當一個程序關(guān)閉的時候，任何程序都可以使用新釋放的空間。在內(nèi)核空間，一旦內(nèi)存被占用，則沒有任何其他程序可以使用這塊空間。

Linux內(nèi)核也是一個搶占式多任務(wù)內(nèi)核。這意味該內(nèi)核可以暫停一些任務(wù)來保證任何應(yīng)用都有機會來使用CPU。舉個例子，如果一個應(yīng)用正在運行但是正在等待一些數(shù)據(jù)，內(nèi)核會把這個應(yīng)用暫停并允許其他的程序使用新釋放的CPU資源，直到數(shù)據(jù)到來。否則的話，系統(tǒng)就會浪費資源給那些正在等待數(shù)據(jù)或者其他程序執(zhí)行的的任務(wù)。內(nèi)核將會強制程序去等待或者停止使用CPU。沒有內(nèi)核的允許，應(yīng)用程序不能脫離暫?；蛘呤褂肅PU。

Linux內(nèi)核使得設(shè)備作為文件顯示在/dev文件夾下。舉個例子，USB端口位于/dev/bus/usb。硬盤分區(qū)則位于/dev/disk/分區(qū)。因為這個特性，許多人說：“在Linux上，一切皆文件”。舉個例子，如果一個用戶想要訪問在存儲卡上的數(shù)據(jù)，他們能通過設(shè)備文件訪問這些數(shù)據(jù)。（譯注：此處原文是“If a user wanted to access data on their memory card, for example, they cannot access the data through these device files.”，但根據(jù)上下文和實際經(jīng)驗看，應(yīng)該是“can 能”）

Linux內(nèi)核是可移植的?？梢浦残允荓inux流行的一個最重要的原因。可移植性使得內(nèi)核可以工作在各種處理器和系統(tǒng)上。一些內(nèi)核支持的處理器的型號包括：Alpha、AMD、ARM、C6X、Intel、x86、Microblaze、MIPS、PowerPC、SPARC、UltraSPARC等，這還不是全部的列表。

在引導(dǎo)文件夾(/boot),用戶會看到諸如“vmlinux”或者“vmlinuz”的文件。這兩者都是已編譯的Linux內(nèi)核。以“z”結(jié)尾的是已壓縮的。“vm”代表虛擬內(nèi)存。在SPARC處理器的系統(tǒng)上，用戶可以看見一個zImage文件。一小部分用戶可以發(fā)現(xiàn)一個bzImage文件，這也是一個已壓縮的Linux內(nèi)核。無論用戶有哪個文件，這些引導(dǎo)文件都是不能更改的，除非用戶知道他們正在做什么。否則系統(tǒng)會變成無法引導(dǎo)，也就是說系統(tǒng)啟動不了了。

內(nèi)核源代碼就是程序編碼。有了源代碼，程序員可以修改內(nèi)核并能觀察到內(nèi)核是如何工作的。

下載內(nèi)核：

現(xiàn)在我們想更多地了解了內(nèi)核，就要下載內(nèi)核源代碼了。進入kernel.org并點擊那個巨大的下載按鈕。下載完成后，解壓下載的文件。

對于本文，我使用的源代碼是Linux kernel 3.9.4.這個文章系列的所有指導(dǎo)對于所有的內(nèi)核版本是相同的(或者非常相似的)

via: http://www.linux.org/threads/%EF%BB%BFthe-linux-kernel-introduction.4203/