從運行狀態角度來看 分為 內核+根文件系統

從靜態角度來看 分為 磁盤分區+相關文件

內核調用

第一個方式：調用內核過於復雜，所以有些內核開發人員創建了庫文件，通過調用庫文件來調用內核程序。那麽shell就是通過調用庫的用戶接口(用戶程序)

第二個方式：程序開發人員很牛B，他為了追求效率，他自己編寫程序直接調用內核程序。

內核設計流派

1、單內核設計

把所有功能集成與同一程序。方便使用，但是一個功能出了問題就影響整個程序。linux就是例子

2、微內核設計

每種功能使用一個單獨的子系統實現。管理較為復雜，但是各功能之間相互影響較小。但是各種內核之間的兼容性就麻煩了。Windows Solaris就是例子

Linux內核特點

1、支持模塊化，.ko(kernel object)

2、支持模塊化運行時動態狀態或卸載

Linux內核組成

核心文件

vmlinuz-3.10.0-693xxxx 就是內核文件。

模塊文件

這個就是對應內核的模塊文件，如果管理員安裝了多個內核版本，那麽在這個目錄下就會有多個模塊文件

這個就是模塊文件中的內容。

在kernel目錄中又有一些系統必須的文件，比如說一些驅動文件

ramdisk文件(可選)

現在假設內核程序已經在內存當中了(如何載入的先不討論)，那麽內核的第一件事情就是裝載根文件系統(加載init文件，開啟各種進程)，裝載根文件系統需要掛在分區，掛載分區就需要硬盤驅動，硬盤的驅動在根文件系統內。這樣就矛盾了，簡單的來說掛載根文件系統需要驅動，而驅動又在根文件系統中。

怎麽辦？將內存的一部分當做磁盤來用，這個過程中有個偽根文件系統，用於將實際的根分區掛載，並讀取init文件。真正的根文件系統上線後，偽根文件系統就失效了。這個偽根文件系統是在第一次安裝操作系統的時候，系統根據實際磁盤生成的。

偽文件系統在一定條件下是不需要的，如果在編譯內核的時候就知道實際磁盤的驅動，那麽就可以將磁盤的驅動直接編譯到內核中。

這個就是ramdisk文件，在CentOS6之前該文件為initrd文件，到了CentOS6就轉換成ramdisk文件了，因為磁盤到內存必須有緩存，但是實際的數據就在內存中，不需要緩沖區。

內核實現的功能

1、進程管理

進程調度

進程的創建

進程銷毀

2、內存管理

進程間通信簡稱IPC、通信機制有1、消息隊列 2、semerphor 3、shm(共享內存)

socket是兩個主機進程間通信的機制

3、網絡協議棧

各種主機間進程的通信都需要通過網絡協議，這種公共的服務需要在內核中實現。

4、文件系統

運行中的系統環境分為兩層：1、內核空間 2、用戶空間

用戶空間中運行了各種應用程序

內核空間中運行了內核代碼，這個代碼一般都需要特權級操作。

那麽如果用戶的應用程序需要使用硬件資源時，用戶空間的代碼會調用內核空間 的代碼，由內核代為完成硬件資源操作。

5、驅動程序

6、安全功能

啟動分區(/boot)

用於存放內核代碼的存儲空間。在內核程序啟動之前是沒有根文件系統的，只有內核啟動之後才去識別根文件系統。推薦boot分區使用普通分區

根文件系統(rootfs)

必須符合FHS結構(特定目錄結構，比如包含/bin /sbin /proc)等目錄。其中init文件是最重要的文件，因為init是啟動其他進程的父進程，一切進程都來源於init

所以根文件系統只是一個叫法，根文件系統本身不存在，如果一個文件系統結構符合FHS結構，並包含了特定的目錄，那麽這個文件系統就叫做根文件系統。(在本機第二塊硬盤上安裝grub，並做簡要執行命令的實驗中，這個現象非常明顯，在根文件系統中，只有相應的目錄，每個目錄都沒有對應的文件，但是還是可以運行系統的。)

現在就有了一個比較燒腦的問題，內核代碼存放在/boot目錄中，只有內核啟動了才能識別根(簡單來講，使用內核需要根文件系統，但是掛在根文件系統需要內核)，那麽在啟動系統的時候如何去找/boot目錄呢？所以在內核程序啟動之前需要一個程序將內核代碼放入內存運行。

Linux內核的啟動流程之基礎概念