Linuxkärnan

Linuxkärnan

Introduktion

Linuxkärnan (engelska: *Linux kernel*) är hjärtat i operativsystemet Linux. Den fungerar som den centrala komponenten som förmedlar kommunikationen mellan datorns hårdvara och dess programvara. Alla Linux-baserade operativsystem – som Ubuntu, Debian, Fedora, Arch Linux och många andra – bygger på denna kärna.

Linuxkärnan utvecklades ursprungligen av Linus Torvalds år 1991, som ett personligt projekt inspirerat av det kommersiella UNIX-systemet. Sedan dess har den vuxit till ett av världens mest använda och avancerade open source-projekt, underhållet av tusentals utvecklare världen över.

Grundläggande funktion

Kärnan utgör en mellanliggande nivå mellan hårdvaran (t.ex. CPU, minne, diskar och nätverkskort) och de program som körs av användaren. Dess huvuduppgifter är:

• Processhantering – Starta, stoppa och schemalägga processer, samt hantera multitasking.
• Minneshantering – Tilldela och frigöra minne till program, och hantera virtuellt minne.
• Filhantering – Tillhandahålla ett enhetligt sätt att läsa och skriva till filer och lagringsenheter.
• Drivrutiner – Styra hårdvarukomponenter via modulära drivrutiner.
• Säkerhet och åtkomstkontroll – Hantera användarbehörigheter, systemanrop och isolering av processer.

Kärnans typer och arkitektur

Linuxkärnan är en monolitisk kärna, vilket innebär att den kör de flesta funktioner – inklusive drivrutiner, filsystem och nätverksstackar – i kärnans adressrymd. Till skillnad från en mikrokärna, där dessa delar är separata processer, kan den monolitiska modellen ge högre prestanda men kräver noggrann kodgranskning för stabilitet.

Trots att Linux är monolitisk har den stöd för modulär laddning, vilket innebär att funktioner (som drivrutiner) kan läggas till eller tas bort dynamiskt utan att starta om systemet. Dessa kallas kärnmoduler (kernel modules).

Licens och öppen källkod

Linuxkärnan är licensierad under GNU General Public License version 2 (GPLv2), vilket innebär att:

• Källkoden är fritt tillgänglig för alla.
• Ändringar och vidareutveckling måste också distribueras under samma licensvillkor.

Detta har gjort det möjligt för både individer, organisationer och företag att bidra till och anpassa kärnan för olika syften — allt från servrar och superdatorer till mobiltelefoner och inbyggda system.

Plattformar och användningsområden

Linuxkärnan körs på en mängd olika arkitekturer, bland annat:

• x86 / x86_64 – vanliga stationära datorer och servrar
• ARM / AArch64 – mobiltelefoner, surfplattor och inbyggda system
• RISC-V, PowerPC, SPARC och många fler

Den används i:

• Operativsystem för servrar (t.ex. Ubuntu Server, Red Hat Enterprise Linux)
• Operativsystem för skrivbord (t.ex. Fedora Workstation, Linux Mint)
• Inbyggda system (routers, smart-TV, IoT-enheter)
• Android – som bygger direkt på Linuxkärnan
• Superdatorer – mer än 95 % av världens snabbaste superdatorer använder Linux

Utveckling och underhåll

Kärnans utveckling leds av Linus Torvalds, men bidrag kommer från tusentals utvecklare, företag och organisationer som Intel, IBM, Red Hat, Google, Canonical och Samsung.

Utvecklingen organiseras via kärnträd (kernel trees), där den officiella versionen (mainline) finns på:

https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git

Nya versioner släpps ungefär varannan till var tredje månad, och äldre versioner får Long Term Support (LTS) under flera år för stabilitet i produktion.

Komponenter

Linuxkärnan består av flera centrala delar:

• Systemanrop (syscalls) – Gränssnittet mellan användarprogram och kärnan.
• Schemaläggaren – Bestämmer vilken process som får CPU-tid.
• Virtuellt minnessystem (VMM) – Hanterar minne och växling mellan processer.
• Fil- och blocksystem – Hanterar filsystem som ext4, Btrfs, XFS och NTFS.
• Nätverksstacken – Implementerar TCP/IP, IPv4, IPv6, brandväggar och routing.
• Drivrutiner – Kod som möjliggör kommunikation med hårdvara.

Relation till användarutrymmet

Linuxkärnan körs i kärnutrymme (kernel space), medan vanliga program körs i användarutrymme (user space). Kommunikationen mellan dessa sker via systemanrop, till exempel:

read(), write(), open(), fork(), exec()

Detta skyddar systemet från att program direkt manipulerar hårdvaran, vilket ökar stabilitet och säkerhet.

Versionering

Kärnans versioner numreras enligt formatet:

major.minor.patch

Till exempel betyder 6.10.2:

• 6 – huvudversion (major)
• 10 – funktionsuppdatering (minor)
• 2 – buggfix eller liten justering (patch)

Sammanfattning

Linuxkärnan är den centrala byggstenen i alla Linux-baserade system. Genom sin öppna källkod, breda hårdvarustöd och höga stabilitet har den blivit en grundläggande komponent i allt från mobiltelefoner till molnservrar. Den representerar det bästa av öppen källkods-samarbete – ett globalt projekt som ständigt utvecklas och förbättras.

Externa länkar

• [[1](https://www.kernel.org/) Officiell webbplats för Linuxkärnan]
• [[2](https://git.kernel.org/) Officiellt Git-förråd]
• [[3](https://lwn.net/) Linux Weekly News – uppdateringar om kärnutveckling]

Sidslut

Om du hittar faktafel är vi tacksamma om du rapporterar dem via formuläret som finns på https://www.linux.se/kontaka-linux-se/

Tack till Datorhjälp Hemma som har sponsrat Linux.se med webbhotell.