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Decouverte du noyau gnu linux

Découverte du noyau GNU Linux Premiers pas dans la compilation d'un noyau optimisé pour son matériel Stéphane Téletchéa stephane teletchea univ-nantes fr http steletch free fr COrganisation générale d'un ordinateur et d'un processeur Les composants matériels sont inutiles sans un système capable de les faire interagir entre eux pour transférer des données et e ?ectuer des opérations complexes Lors du démarrage de l'ordinateur le BIOS initialise électriquement chaque matériel véri ?e ses capacités et règle les divers composants du système priorité des bus fréquence d'horloge des ports PCI fréquence du processeur etc Après cette phase d'initialisation il faut qu'un second système prenne le relais pour gérer les accès aux ressources matérielles a ?n de répondre aux besoins des utilisateurs Le rôle du noyau va être de compléter l'initialisation du matériel par exemple via le chargement de pilotes et ou de ?rmwares spéci ?ques puis de gérer l'accès concurrentiel aux ressources de l'ordinateur Présenté ainsi un noyau est donc premièrement un gestionnaire de ressources très e ?cace qui va autoriser l'utilisation d'un périphérique charger en mémoire un ?chier stocké sur le disque dur lancer les commandes matérielles liées à l'impression de ce ?chier http fr wikipedia org wiki Système d'exploitation CLes di ?érents types de noyaux L'accès à la mémoire de l'ordinateur et aux ressources du processeur se font généralement selon deux modes le mode superviseur ? noyau ? ou en espace utilisateur ? L'architecture x permet d'utiliser niveaux d'accès au matériel mais en pratique deux sont utilisés - ring pour le noyau - ring non utilisé - ring non utilisé - ring pour l'espace utilisateur En mode superviseur dédié au fonctionnement du noyau il y a un accès direct à la mémoire et au matériel il faut donc un fonctionnement sans failles L'espace utilisateur est contrôlé les ressources mémoires sont bornées et si un dépassement mémoire appara? t le noyau va prévenir celui-ci en terminant le processus fautif CPhilosophie de fonctionnement du noyau En fonction de l'approche envisagée pour le fonctionnement du noyau il est possible d'insérer tout le code du noyau dans l'espace réservé ? ou d'en répartir une partie dans l'espace utilisateur Approche micro-noyau comme le noyau a comme rôle premier d'ordonnancer les priorités matérielles et les requêtes logicielles cette partie de gestion de priorités est indépendante du matériel Il est ainsi possible que le code de l'ordonnanceur soit en mode protégé et que le reste des pilotes de périphériques soit dans l'espace utilisateur Ex Mach Mac OS X Approche monolithique tout le code réside dans l'espace réservé ce qui évite des changements de contexte mais le noyau en perd en portabilité Ex linux avant BSD Approche monolithique avec chargement de modules tout le code est dans l'espace noyau mais certaines parties du matériel sont prises en charge par des modules qui sont chargés dynamiquement Ex Linux BSD IRIX Approche micro-noyau enrichi hybride une partie des fonctionnalités en mode utilisateur sont réintégrées dans l'espace noyau pour des raisons de performances Ex Windows NT Approche temp réel ? l'exécution