详解Linux 2.6内核新变化

来源：IBM 作者：Anand K Santhanam 出处：巧巧读书 2005-12-07 进入讨论组

QQRead:http://www.qqread.com/linux/z421145206.html改进的线程模型以及对 NPTL 的支持

　　在2.5内核中已经做了很多的改进线程性能的工作。在2.6中改进的线程模型仍然是由 Ingo Molnar 来完成的。

它基于一个1:1的线程模型（一个内核线程对应一个用户线程），包括内核内在的对新的 NPTL（Native Posix Threading Library）的支持，这个新的 NPTL 是由 Molnar 和 Ulrich Drepper 合作开发的。

　　2.6内核中其他引人注目的变化　

　　文件系统

　　对 ext2/ext3 文件系统做了改进，包括对扩展属性和POSIX访问控制列表的支持。NTFS的驱动程序也已经重写，可以支持（reentrant safe）SMP，大于4KB的簇，等等。同时2.6也支持 IBM 的 JFS(journaling file system) 和 SGI 的 XFS。

　　音频

　　对桌面用户而言，一个更令人期待的特性是称为 ALSA(Advanced Linux Sound Architecture)　的新的 Linux 音频体系结构，它取代了缺陷很多的旧的 OSS (Open Sound System)。新的声音体系结构支持USB音频和MIDI设备，全双工重放，等等。在桌面上播放 MP3 和其他音频文件再也不会像以前那样了！

　　总线

　　SCSI/IDE子系统经过大幅度的重写，一些驱动程序仍然处于测试阶段或者收尾阶段。

　　电源管理

　　支持 ACPI（高级电源配置管理界面，Advanced Configuration and Power Interface），用于调整 CPU（可以在不同的负载下使CPU工作于不同的时钟频率以节电）和软件挂起（这一特性仍在测试中）。

　　联网和IPSec

　　内核中加入了对 IPSec (IP安全)的支持，因此也支持 IP 有效负载压缩等各种 RFC。删除了原来内核内置的HTTP服务器 kttpd。IPSec 特性使用了内核提供的新的加密 API。这个加密API中包含了各种流行的算法，比如 MD4，MD5 DES，等等。加入了对新的 NFSv4 (网络文件系统)客户机/服务器的支持。

　　用户界面层

　　2.6内核重写了帧缓冲/控制台层。这将意味着需要更新各种用户空间帧缓冲工具，如 fbset 和 fbdesl。人机界面层还加入了对近乎所有可接入设备的支持，从触摸屏到盲人用的设备，到各种各样的鼠标。

　　线程操作可以提高速度；2.6内核现在可以处理任意数目的线程，PID最大可以到20亿（IA32上）。

　　另外一个变化是引入了 TLS(Thread Local Storage)系统调用，这个调用允许分配一个或多个 GDT(Global Descriptor Table)条目，作为线程注册表。每个 CPU 有一个 GDT，每个条目对应一个线程。这样就可以实现一个不受创建的线程数限制的1:1线程模型（因为每一个新的内核线程都是为一个用户线程而创建）。2.4内核中每个处理器最多只能支持8,192个线程。

　　系统调用 clone 被扩展，以优化线程的创建。如果 CLONE_PARENT_SETID 标志被设置，内核会把线程ID存储在一个给定的内存位置，如果当线程结束时 CLONE_CLEARID 标志被设置，内核就会把那个内存位置清空。这有助于用户级的内存管理去识别没有使用的内存块。同样，对线程注册表的信号安全加载的支持也已经融入到这个体系中。当 pthread_join 发生时由内核根据线程ID来完成 Futex(fast user space mutex)。(要了解futex的更多信息，请参阅参考资料).

　　POSIX信号处理在内核空间中完成。一个信号会传递给进程中一个可用的线程；销毁信号会终止整个进程。停止和继续信号也会影响整个进程，这样就可以实现对多线程进程的工作控制。

　　引入了退出系统调用的一个变种，叫做 exit_group()，这个系统调用终止整个进程和它的线程。此外，退出处理通过引入O(1)算法得到了改进，从而可以在两秒内终止一个具有成千上万个线程的进程（而在2.4内核中完成同样的事情需要15分钟）。

　　修改了 proc 文件系统，不再报告所有的线程而只是报告原始的线程。这样就避免了 /proc 报告速度的下降。内核保证原始的线程在所有其他线程终止之前不会终止。更多内容请看Linux集群技术、体验Linux的音影世界、Linux驱动大全专题，或进入讨论组讨论。