Trabalho desenvolvido para a disciplina de Sistema Operacional.

1. Acadêmico: Fábio Duarte de Souza
Disciplina: Sistema Operacional
Data: 05/09/2007
Professor: Arildo Antônio Sônego
O kernel do Linux
Introdução
Independente de qual seja, todo sistema operacional possui um kernel. Trata-se
de um item fundamental, que antes do Linux era conhecido apenas por estudantes de
computação de grandes universidades ou por desenvolvedores da área. Após o surgimento
do Linux, o termo kernel ficou mais conhecido e qualquer um que já tenha se aventurado
no Linux provavelmente sabe de sua existência. Porém, os conceitos que envolvem o kernel
não são claros a muita gente e, por isso, poucas pessoas sabem exatamente o que é kernel
O que é kernel
Kernel pode ser entendido com uma série de arquivos escritos em linguagem C
e em linguagem Assembly que constituem o núcleo do sistema operacional. É o kernel que
controla todo o hardware do computador. Ele pode ser visto como uma interface entre os
programas e todo o hardware. Cabe ao kernel as tarefas de permitir que todos os processos
sejam executados pela CPU e permitir que estes consigam compartilhar a memória do
computador.
O kernel do Linux
Para entender melhor tudo o que envolve o kernel do Linux é interessante ver
um pouco da história do sistema. O kernel do Linux foi idealizado pelo finlandês Linus
Torvalds, em 1991. Torvalds era um estudante de ciência da computação que, em seus
estudos, teve a necessidade de criar uma nova versão do Minix, um sistema operacional
baseado no Unix e desenvolvido por Andy Tannenbaum.
Linus começou a trabalhar nesse projeto e, quando desenvolveu algo concreto,
enviou uma mensagem para um grupo de usuários do Minix na Usenet (a antecessora da
internet). Na mensagem, Torvalds notificou sobre sua criação e avisou que disponibilizaria
o código-fonte do que tinha desenvolvido a todos os interessados.
O que Linus Torvalds tinha criado, na verdade, era a primeira versão do kernel
do Linux. Assim, falando grossamente, bastava juntar uma série de aplicativos com o
kernel para que um sistema operacional fosse criado.
Linus Torvalds tinha vontade de ter um sistema operacional no qual fosse
possível alterar conforme a necessidade. Ao criar a "nova versão" do Minix, Torvalds tinha
desenvolvido um meio de usar o hardware de um computador por software e, portanto,
restava agora a cada interessado adicionar os aplicativos e as funcionalidades desejadas,

2. para assim constituir um sistema operacional. Em outras palavras, o "chassis" do sistema
estava criado, bastava adicionar a "carroceria".
O nome Linux é uma mistura de Linus com Unix. Devido a essa questão - sobre
o que de fato o nome Linux representa - o correto é dar o nome GNU/Linux a todas as
distribuições desse sistema, uma vez que essas são constituídas pelo kernel - o Linux - mais
uma coleção de programas e aplicativos, sendo que a quase totalidade desses softwares são
baseados nos conceitos da GNU. No entanto, por questões de comodidade, convencionou-
se a utilizar o nome Linux para toda e qualquer distribuição.
As versões do kernel
Periodicamente, novas versões do kernel do Linux são lançadas. Isso ocorre
para prover melhorias em uma determinada função da versão anterior, para corrigir
vulnerabilidades e para adicionar recursos ao kernel, principalmente compatibilidade com
novos hardwares.
Cada versão do kernel é representada por 3 números distintos separados por
pontos, sendo que um quarto número pode ser aplicado, por exemplo: 2.6.21.3. O primeiro
número indica a versão do kernel. Note que esse número muda raramente: a última
alteração (até o momento) ocorreu em 1996, quando o kernel passou da versão 1 para a
versão 2. O segundo número indica a última revisão feita até o momento naquela versão do
kernel. O terceiro número, por sua vez, indica uma revisão menor, como se fosse uma
"revisão da última revisão" do kernel. Note que o terceiro número pode ser acompanhado
de pequenas siglas. Uma que costuma aparecer com freqüência é a sigla "rc" (release
candidate), que indica a disponibilização de uma versão ainda não oficial, por exemplo:
2.6.22-rc1. Há siglas que apontam uma versão trabalhada por um desenvolvedor em
específico, como a "mm", que indica as alterações feitas por Andrew Morton.
Como já dito, um quarto número pode ser usado. Ele é aplicado quando uma
falha grave no kernel foi descoberta, sendo, portanto, necessário atualizá-lo. Porém, não faz
sentido lançar uma revisão completa apenas por causa de algumas correções, razão esta que
levou à utilização de um quarto número.
É importante frisar que antes da série 2.6.x, o esquema de numeração do kernel
tinha o seguinte esquema: se o segundo número da representação fosse ímpar, significava
que aquela série ainda estava em desenvolvimento, ou seja, era uma versão instável e em
fase de testes e aperfeiçoamentos. Se o número fosse par, significava que aquela série já
tinha estabilidade para ser disponibilizada para uso.
Mais uma nota importante: você não precisa usar sempre a última versão do
kernel. Só é recomendável fazer uma atualização em caso de necessidade de
compatibilidade com novo hardware ou em casos de melhorias de recursos. Em alguns
casos, principalmente com computadores antigos, o desempenho é melhor se usado um
kernel antigo. Em situações simples, talvez seja melhor apenas aplicar um patch (uma
correção para um problema) do que adicionar um kernel novo.

3. Compatibilidade
O kernel do Linux permite que o sistema operacional seja compatível com uma
série de plataformas, desde palmtops até mainframes. Até mesmo nos computadores da
Apple é possível instalar o Linux. As principais plataformas compatíveis são: Apple, Sun,
Sparc, Alpha, PowerPC, i386 (Intel), ARM, entre outras.
Também existe compatibilidade com sistemas de arquivos. Acredite, apesar de
não ser recomendável por questões de desempenho, é possível instalar o Linux até mesmo
em partições FAT32. As principais compatibilidades neste aspecto são com os seguintes
sistemas de arquivos: FAT, FAT32, ext2, ext3, ReiserFS, JFS, XFS, NTFS, entre outros.
Atuação do kernel
Obviamente, o kernel "começa a trabalhar" no processo de inicialização (boot)
do sistema, a partir das instruções que são lidas na MBR (Master Boot Record), um recurso
responsável por indicar ao BIOS do computador como e onde carregar o sistema
operacional. Quando isso ocorre, o kernel começa a detectar os dispositivos de hardware
essenciais do computador, como a placa de vídeo, por exemplo. Se até aí tudo ocorrer sem
problemas, toda a imagem do kernel passa a ser carregada. Findo esse processo, o kernel
checa a memória e a prepara para o uso através de uma função de paginação. As
interrupções (IRQs), os discos, memória-cache, entre outros, são acionados em seguida.
Após realizar todas essas etapas, o sistema operacional está pronto para
funcionar. O kernel carrega as funções responsáveis por checar o que deve ser inicializado
em nível de software e processos, como, por exemplo, o conteúdo do arquivo /etc/init.
Geralmente o que é carregado é a tela de login do usuário.
Usuário logado, sistema operacional trabalhando" O kernel agora executa suas
funções, como a de controlar o uso da memória pelos programas ou a de atender a chamada
de uma interrupção de hardware.
É interessante notar que as distribuições Linux montam o kernel com recursos e
drivers básicos para hardware, afinal carregar o suporte a todo tipo de dispositivo é algo
inviável. O kernel ficaria extremamente grande e somente os drivers relacionados ao
hardware do computador em questão é que seriam usados. Para lidar com esse tipo de
problema, os drivers são carregados como módulos após o kernel ser ativado. A questão é
que carregar recursos por módulo gera uma queda de desempenho (pouco significativa em
computadores rápidos) e, por isso, muitos usuários preferem recompilar o kernel de seus
sistemas para que esse carregue os drivers junto com sua inicialização, ou seja, sem usar
módulos.
Onde obter o kernel

4. Você pode baixar o código-fonte e o próprio kernel do Linux a partir do site
www.kernel.org. Nesse endereço não só é possível baixar a última versão como também
versões um pouco mais antigas. Por esse mesmo site também é possível obter informações,
reportar bugs e participar de listas de discussão.
Finalizando
Aos que se interessam por esse tipo de estudo, entender o que é o kernel de um
sistema operacional e como ele funciona é algo realmente fantástico. Talvez essa questão
não seria tão conhecida entre os adeptos da computação se o Linux não fosse um sistema de
código-fonte aberto. Graças a ele, qualquer pessoa pode tirar proveito do sistema
operacional, ou melhor, do kernel, seja para estudar seu funcionamento, seja para usá-lo em
seu cotidiano. O kernel é o núcleo de um sistema operacional e assim, não é errado dizer
que o Linux é o coração das distribuições GNU/Linux. Mas isso é pouco. O Linux, mesmo
que indiretamente, é um dos grandes responsáveis pela divulgação das filosofias que regem
a cultura do software livre.