Linux kernel

Der Linux-Kernel ist ein freier und quelloffener Unix-ähnlicher Kernel, der als Kern unzähliger Betriebssysteme dient. Er wurde 1991 von Linus Torvalds entwickelt und bald als Kernel für das GNU-Betriebssystem übernommen, was viele als Linux bezeichnen. Heute läuft er auf allem von Smartphones (Android) bis zu Supercomputern, eingebetteten Geräten und Cloud-Servern.

Hauptsächlich in C mit GCC-Erweiterungen und etwas architekturspezifischem Assembler geschrieben, ist der Kernel monolithisch aufgebaut – alle Kerndienste laufen im Kernelspace – aber dennoch modular, was dynamisches Laden von Gerätetreibern, Dateisystemen und anderen Komponenten ermöglicht. Er verwaltet Prozesse, Speicher, Netzwerk und Hardwareabstraktion und bietet eine Sandbox für systemnahe Experimente. Benutzer kompilieren eigene Kernel, passen Parameter per sysctl an und nehmen Echtzeit-Leistungsoptimierungen vor.

Die Entwicklung des Kernels folgt einem zeitbasierten Veröffentlichungszyklus, mit neuen Versionen alle 2–3 Monate. Jede Version enthält Tausende von Patches aus einer weltweiten Gemeinschaft von Mitwirkenden, koordiniert von Linus Torvalds und Subsystem-Maintainern. Das Projekt ist unter der GPLv2 lizenziert, was sicherstellt, dass es für alle frei bleibt.[bearbeiten]

Die Interaktion mit dem Linux-Kernel gleicht dem Spielen eines komplexen System-Simulationsspiels. Benutzer verwalten Prozesse, weisen Speicher zu, konfigurieren Geräte und optimieren die Leistung über Befehlszeilenschnittstellen und Konfigurationsdateien. Das modulare Design des Kernels ermöglicht es, Module dynamisch zu laden und zu entladen, ähnlich wie das Ausrüsten von Mods. Sie können eigene Kernel kompilieren, Parameter per sysctl anpassen und sogar Echtzeit-Computing-Funktionen aktivieren.

Zu den wichtigsten Mechanismen gehören die Prozessplanung (CFS, Echtzeit), Speicherverwaltung (Paging, Swapping, OOM-Killer), Gerätetreiberintegration, Dateisystemunterstützung (ext4, Btrfs, XFS) und der Netzwerkstack (TCP/IP, Firewalls, Routing). Der Kernel unterstützt auch Virtualisierung durch KVM und Containerisierung via cgroups und Namespaces und bietet eine Sandbox für systemnahe Experimente.[bearbeiten]

Die Geschichte beginnt 1991, als Linus Torvalds, ein finnischer Informatikstudent, ein Hobbyprojekt in der MINIX-Newsgroup ankündigte. Version 0.01 wurde am 17. September 1991 veröffentlicht, obwohl die öffentliche Ankündigung am 5. Oktober erfolgte. Der Kernel wuchs schnell, als Entwickler weltweit Code beisteuerten. Die erste stabile Version 1.0 erschien am 14. März 1994.

Wichtige Meilensteine sind die 2.6-Serie (2003–2011), die Unternehmensfunktionen wie verbesserte Skalierbarkeit und Echtzeitunterstützung brachte, und die Umstellung auf zeitbasierte Veröffentlichungen im Jahr 2004. Der Kernel wurde von Tausenden von Distributionen übernommen, vom Desktop-Ubuntu bis zu Android, und betreibt 100 % der TOP500-Supercomputer ab 2024. Die fortlaufende Geschichte ist eine der globalen Zusammenarbeit unter der GPLv2, mit Linus Torvalds als wohlwollendem Diktator.[bearbeiten]