El Kernel de Linux: El bàsic sobre el nucli

A el dia d'avui, El kernel de Linux ja, ja complert més de 30 anys i acumula més de 30 milions de línies de codi. I tal com hem anunciat aquí i en altres webs linuxeres, el mateix ja fa poc ha deixat enrere el desenvolupament de la seva sèrie 5, deixant tot, fins avui, al nucli 5.15.78 (LongTerm) amb suport a llarg termini. I el nucli 5.19.17 (EOL), el qual marca la fi de la vida útil de la sèrie, de manera que el mateix, no rebrà més correccions derrors.

Mentre que, pel que fa al seu sèrie 6, actualment hi ha 2 branques en ple desenvolupament. Una, la estable, Representada pel nucli 6.0.8 (Stable), i l'altra, la línia principal de desenvolupament, Representada pel Kernel 6.1-RC4. I, atès que, hi ha molt més per saber, avui aprofundirem una mica sobre bàsic i essencial en relació amb els kernels dels sistemes operatius, i el kernel de Linux. Per a un post següent passar a la pràctica sobre el mateix. Més específicament, sobre com compilar-ne un directament a les nostres Distros GNU/Linux.

La integració de Rust a Linux ha tingut un gran nivell d'acceptació per part de la comunitat i els desenvolupadors

I abans d'iniciar la lectura d'aquest post sobre el Kernel de Linux en general, deixarem uns enllaços a anteriors publicacions relacionades per a la posterior lectura:

Article relacionat:

Linux 6.1 RC1, el primer cop d'ull a Rust a Linux

Article relacionat:

La inclusió de Rust a Linux 6.1 ja està en progrés

El Kernel de Linux: El nucli del sistema operatiu

Tot sobre el Kernel de Linux

Sobre el Kernel en general

La paraula «Kernel» té la seva procedència lingüística a l'arrel d'origen germà escrita com a “Kern”, la qual es tradueix fidelment com a nucli.
Un «Kernel» és el nucli o centre dels tradicionals sistemes operatius, i no ells en si mateix. Per tant, no són el mateix sinó conceptes relacionats o complementaris.
És aquella porció de programari dins un sistema operatiu que s'executa en mode privilegiat. Raó per la qual, és el programari del Sistema Operatiu que facilita que els diferents programes del mateix o instal·lats sobre el mateix, gaudeixin d'un accés segur als components físics (hardware) de l'equip o dispositiu, per aconseguir així una gestió eficient i eficaç recursos a l'abast.
Als «Kernels, solen existir elements o parts, com ara: l'Espai de Kernel, que és la part del SO que s'executa amb alts privilegis; i l'espai d'usuari, que normalment s'executa amb privilegis baixos per permetre l'execució d'aplicacions.
El Kernel és el responsable d'accedir i compartir el maquinari de manera segura i equitativa amb les múltiples aplicacions d'usuari. Això degut, al fet que ofereix un conjunt d'API, que les aplicacions solen sol·licitar, mitjançant el que es coneix com a «Trucades del Sistema». A més, aquestes “API” representen el límit en què els processos que s'executen canvien del “Mode Usuari” al “Mode Kernel”.

Tipus de Kernels coneguts

Entre els tipus de «Kernel» coneguts es troben els següents:

monolítics: Són aquells en què no existeix una protecció d'accés entre els diferents subsistemes que el componen, i en què les funcions públiques poden ser cridades directament entre els diferents subsistemes. Aquests solen ser grans i complexos, i intenten contenir tots els serveis del SO, és a dir, no són modulars. En conseqüència, tenen un rendiment més gran que un del tipus Microkernel, però són més difícils a l'hora de gestionar qualsevol canvi sobre aquest.
Microkernel: Són aquells en què grans seccions del mateix estan protegides les unes de les altres, normalment funcionant com a serveis a l'espai d'usuari. En conseqüència, parts significatives del mateix s'executen a Mode Usuari, mentre que, el codi restant que s'executa a Mode Kernel, és molt menor. A més, aquest tipus de Kernel, com a tal, conté només el codi suficient que permeti el pas de missatges entre diferents processos en execució.
híbrids: Són aquells que compten, al mateix temps, amb la capacitat d'escollir i triar el que voleu executar en Mode Usuari i en Mode Kernel. El que els permet oferir el millor dels dos tipus esmentats anteriorment. No obstant això, això sol ocasionar una gran càrrega de treball sobre els fabricants de maquinari, ja que la responsabilitat del bon funcionament dels controladors en dependrà. A més, solen presentar problemes de latència, com als Microkernel.

Sobre el Kernel de Linux

Segons article del propi Richard Stallman anomenat Linux i el sistema GNU, el Kernel de Linux es defineix de la manera següent:

"Linux és el nucli: el programa del sistema que s'encarrega d'assignar els recursos de la màquina als altres programes que l'usuari executa. El nucli és una part essencial d'un sistema operatiu, però per si mateix inútil, només pot funcionar en el marc d'un sistema operatiu complet. Linux normalment s'utilitza en combinació amb el sistema operatiu GNU: el sistema complet és bàsicament GNU al qual s'ha afegit Linux, és a dir, GNU/Linux. Totes les distribucions anomenades «Linux» són en realitat distribucions GNU/Linux".

Altres dades importants sobre el Kernel de Linux són els següents:

Tots els fitxers i informació sobre el Kernel de Linux es gestiona a la seva lloc web oficial. I des d'aquí, es pot accedir a altres webs importants relacionades amb el desenvolupament.
S'anuncia l'inici del desenvolupament no oficial de Linux (versió 0.01), un 25 d'agost de 1991, per part de Linus Torvalds (LT), un estudiant (23 anys) d'Informàtica de la Universitat d'Hèlsinki, Finlàndia.
El Kernel de Linux ha demostrat ser capaç, avui dia, de créixer i adaptar-se a les noves tendències i avenços tecnològics, en tots els sectors de la vida tecnològica moderna, d'una manera més ràpida que qualsevol altre similar.
El seu èxit sempre ha estat associat a la filosofia lliure i oberta, ja que, des de la seva creació fins al darrer desenvolupament del seu dia actual, aquest s'ha anat adaptant a les estipulacions “Copyleft” de la “Fundació de Programari Lliure (FSF)”, ia les successives versions de la Llicència Pública General (GNU) -GPL).
Actualment, el seu desenvolupament està dividit en diverses categories, les quals es coneixen com: De pre-llançament (Prepatch), de Línia principal (Mainline), l'Estable (Stable) i la de Llarg termini (Longterm). Les quals explicarem a més profunditat en la continuació d'aquest post, on també n'ensenyarem a compilar-ne un sobre Debian GNU/Linux.

Resum

En resum, segurament ara ja molts tindran una millor noció de tot allò que gira en relació amb els Kernels dels Sistemes Operatius i el kernel de Linux especialment. Encara que, si algun coneix alguna altra informació valuosa, històrica o tècnica, o en posseeix algun dada aclaridora o de correcció al que aquí aporta, benvingut és a fer-ho a través dels comentaris.

I sí, simplement t'ha agradat aquesta publicació, no deixis de comentar-la i compartir-la amb altres. A més, recorda visitar la nostra «pàgina d'inici» per explorar més notícies, a més d'unir-te al nostre canal oficial de Telegram de DesdeLinux, O aquest grup per a més informació sobre el tema actual.