历史

法律层面

许可证

原先托瓦兹将Linux置于一个禁止任何商业行为的条例之下，但之后改用GNU通用公共许可证第二版。该协议允许任何人对软件进行修改或发行，包括商业行为，只要其遵守该协议，所有基于Linux的软件也必须以该协议的形式发表，并提供源代码。

托瓦兹曾经公开声称将Linux置于GNU通用公共许可证之下是他一生中所做的“最好的决定”。

固件争议

许可证争议的一个重点是Linux使用固件二进制包以支持某些硬件设备。理察·马修·斯托曼认为这些东西让Linux某部分成为非自由软件，甚至以此散布Linux更会破坏GPL，因为GPL需要 完全可获取的源代码 。

林纳斯·托瓦兹及Linux社区中的领导者，支持较宽松的许可证，不支持理察·马修·斯托曼的立场。社区中的Linux-libre提供完整的自由软件固件。

GPL第三版

目前Linux使用的版本为GPL 2，2007年，自由软件基金会发布了GPL 3。而目前存在一些争议，讨论如何让Linux较容易地转成使用后继版本的GPL，例如第三版（无论是否真的会这样做） 。

2006年1月16日，GPL 3许可证第一版草案发布。托瓦兹随后宣布不会让Linux内核转换到使用GPL 3许可证 。托瓦兹本人认为他自己写在版本2.4.0的代码仅使用版本2的GPL 。然而GPL这个词并没有明述到底它指的是哪个版本，任何版本都有可能，而艾伦·考克斯指出很多Linux包有特别指出它们使用哪种版本的GPL 。

加载式核心模块许可证

另一个争论点，就是加载式核心模块是否算是知识产权下的派生创作，意即LKM是否也受GPL约束？托瓦兹本人相信LKM仅用一部分“公开”的核心接口，因此不算派生创作，因此允许一些仅有二进制包裹的驱动程序或不以GPL宣告的驱动程序用于核心。但也不是每个人都如此同意，且托瓦兹也同意很多LKM的确是纯粹的派生创作，也写下“基本上，核心模块 是 派生创作”这样的句子。另一方面托瓦兹也说过：

特别像绘图卡驱动程序就有非常大的争议，也许到最后得由立法机关给个答案。

SCO争议

更多资料：SCO-Linux争议

在2003年3月，SCO Group对IBM提告，声称IBM将一些在SCO知识产权许可证保护下的Unix源代码植入Linux中，破坏了SCO给予IBM的源代码使用权限。另外SCO也发出一大堆存证函给许多公司，警告他们在没有SCO权限的情况下使用了Linux，此举可能导致侵犯知识产权，并且以起诉为手段对个别用户施压。SCO也同时对Novell、戴姆勒克莱斯勒（DaimlerChrysler，在2004年7月被部分驳回）以及AutoZone提出告诉，且被Red Hat与其他反对SCO论点的公司反告。

技术特性

架构

Linux是一个宏内核，设备驱动程序可以完全访问硬件。Linux内的设备驱动程序可以方便地以模块化（modularize）的形式设置，并在系统运行期间可直接装载或卸载。

塔能鲍姆-林纳斯辩论

Linux不是微内核架构的事实曾经引起了林纳斯·托瓦兹与安德鲁·斯图尔特·塔能鲍姆之间一场著名的争论。1992年在Usenet讨论组群 comp.os.minix 开始了一场网络论战，讨论的主题在于操作系统架构的选择。稍后一些著名的黑客也加入讨论，如大卫·米勒、曹子德。这场辩论影响了Linux核心的设计走向。塔能鲍姆认为Linux内核采用的宏内核已经过时了，应该采取比较先进的微内核架构，引起了林纳斯的反击。

在2006年5月9日，这个主题被重新审视 ，并且在2006年5月12日塔能鲍姆写了一份立场声明。

抢占式调度系统

每个任务赋予唯一的一个优先级（有些操作系统可以动态地改变任务的优先级）；

假如有几个任务同时处于就绪状态，优先级最高的那个将被运行；

只要有一个优先级更高的任务就绪，它就可以中断当前优先级较低的任务的执行；

可移植性

尽管林纳斯·托瓦兹的初衷不是使Linux成为一个可移植的操作系统，今天的Linux却是全球被最广泛移植的操作系统内核。从移动电话到超级电脑，甚至于有人成功的将Linux内核在索尼出品的游戏机PS2及PS3和微软出品的游戏机Xbox上使用。Linux也是IBM超级计算机Blue Gene的操作系统。直至2011年11月，全球前五百大超级电脑（TOP500）有高达91.4%的比例采用Linux为它们的操作系统 。一些为手机开发的操作系统，使用Linux内核的修改后的版本，其中包括谷歌Android、Firefox OS、HPWebOS和诺基亚Maemo。

内核错误

在Linux中， 内核错误 （ Kernel panic ）是指操作系统在监测到内核系统内部无法恢复的错误，相对于在用户空间代码类似的错误。操作系统试图读写无效或不允许的内存地址是导致内核错误的一个常见原因。内核错误也有可能在遇到硬件错误或操作系统BUG时发生。在许多情况中，操作系统可以在内存访问违例发生时继续运行。然而，系统处于不稳定状态时，操作系统通常会停止工作以避免造成破坏安全和数据损坏的风险，并提供错误的诊断信息。

内核oops

在Linux上， oops 即 Linux内核 的行为不正确，并产生了一份相关的错误日志。许多类型的oops会导致内核错误，即令系统立即停止工作，但部分oops也允许继续操作，作为与稳定性的妥协。这个概念只代表一个简单的错误。

当内核检测到问题时，它会打印一个oops信息然后杀死全部相关进程。oops信息可以帮助Linux内核工程师调试，检测oops出现的条件，并修复导致oops的程序错误。

Linux官方内核文档中提到的oops信息被放在内核源代码 Documentation/oops-tracing.txt 中 。通常 klogd 是用来将oops信息从内核缓存中提取出来的，然而，在某些系统上，例如最近的Debian发行版中， rsyslogd 代替了 klogd ，因此，缺少 klogd 进程并不能说明log文件中缺少oops信息的原因。

若系统遇到了oops，一些内部资源可能不再可用。即使系统看起来工作正常，非预期的副作用可能导致活动进程被终止。内核oops常常导致内核错误，若系统试图使用被禁用的资源。

Kerneloops提到了一种用于收集和提交oops到http://www.kerneloops.org/ 的软件 。Kerneloops.org同时也提供oops的统计信息 。

编写语言

Linux是用C语言中的GCC版（这种C语言有对标准C进行扩展）写的，还有几个用汇编语言（用的是GCC的"AT&T风格"）写的目标构架短段。因为要支持扩展的C语言，GCC在很长的时间里是唯一一个能正确编译Linux的编译器。在2004年，Intel主张通过修改内核，以便它的编译器能正确编译内核。 在2009年，有通过修改内核2.6.22版而成功编译的报告（并带来平均8-9%性能增长）。 有许多其他的语言用在一些方面上，主要集中在内核构建过程中（这里指从源代码创建可引导镜像）。包括Perl,Python,和多种脚本语言。有一些驱动可能是用C++,Fortran,或其他语言写的，但是这样是强烈不建议的。 Linux的官方构建系统仅仅支持GCC作为其内核和驱动的编译器。

重新开发的估价

按照传统商业软件开发的方式，重新开发Linux 2.6.0内核的估计代价将是6.12亿美元（4.67亿欧元、3.94亿英镑），以2004年的COCOMO人月估计模型. 在2006年，欧盟资助的一项研究表明，重新开发Linux 2.6.8以后的内核，代价是8.82亿欧元（11.4亿美元、7.44亿英镑） 。

截至2011年1月4日，使用当前的代码行（LOC）和大卫·惠勒的计算工资数，这将花费约30亿美元（约22亿欧元），才能够重新开发的Linux内核。

安全

计算机安全是一个非常公众化的主题，关系到Linux内核，因为大量在内核中的错误可能成为潜在的安全漏洞，是否允许提升权限漏洞或拒绝服务攻击源漏洞。 在过去的几年中，许多这样的缺陷被发现，并在Linux内核中被修补好。新的安全功能被继续实现，以解决在Linux内核中的电脑不安全问题。

批评者指责内核开发人员，称他们掩盖（至少并未公布）安全漏洞。2008年，作为回应，Torvalds称：“个人认为，安全漏洞只是‘正常的漏洞’。这些漏洞我并不去掩盖，不过我不认为应当把它们特殊化，更不认为应该追踪并公示它们……我不理会整个安全团队，原因之一就是，我认为这些漏洞不仅美化还鼓励了错误的行为。这令安全人员成了‘英雄’，就犹如不修补正常漏洞的人就不值一提似的。而事实上，所有无聊的正常漏洞极为重要，仅仅因为它们实在太多了。我不认为该美化和关心那些严重的安全漏洞——它们并不及那些由死锁造成的随机严重崩溃来得更特殊。”

如2012年五月，SYSRET指令被发现在AMD和英特尔处理器间在实现方面有差异，这个差异在Windows、FreeBSD、XenServer和Solaris这些主流操作系统会导致漏洞。2012年六月，Linux核心中该问题已被修复。

开发

时间线

来源：kernel.org

开发模式

Linux内核目前的开发模式是Linus Torvalds制作的新版本的发布，也被称为“vanilla”或“mainline”的内核，这意味着它们包含了主要的，通用的开发分支。在托瓦尔兹进行初始一轮集成由所有其他程序员，几个回合的bug修正预发布版的主要变化之后，这个分支大约每3个月正式发布一个新的版本。

特性历史

1.0版本

有176,250字符串。 此版本的Linux内核只支持单处理器基于i386的计算机系统，可移植性成为一个问题。随后1.2版（310,950字符串） 支持多种计算机架构例如Alpha、SPARC、MIPS处理器。

3.0版本

托瓦兹宣布，大的变化是，“没有，绝对没有。” 2011年5月30日，托瓦兹宣布，“让我们确保我们真正的下一个版本不只是一个全新的闪亮的数字，而是有一个好的内核。”3.0的发布日接近Linux的20周年纪念日。

3.5版本

CoDel队列管理算法

seccomp filters

沙盒机制

Android风格的自动休眠和唤醒锁机制

用户空间探测子系统uprobes

TCP连接修复

减少重复确认加快转发的TCP Early Retransmit

连续性内存分配器

kcmp ()系统调用

ext4文件系统加入元数据校验和

改进Btrfs

3.6版本

客户端TCP Fast Open实现

3.7版本

改进开源显卡驱动程序，包括：Nvidia, Intel and Radeon.

通过Xen hypervisor实现对ARM Cortex-A15的硬件虚拟化支持

继续改进BTRFS文件系统

TCP Fast open

3.8版本

CPU热插拔支持；

改进ACPI电源管理；

改善XFS文件系统；

支持64位ARMv8/AArch64；

放弃支持旧的i386处理器，减少内核复杂度；

Video 4 Linux 2驱动支持DMA-BUF；

在某些工作负荷下减少物理内存占用；

支持微软Windows 8多重触摸协议；

音频驱动改进；

加密性能改进；

支持下一代IBM POWER8处理器（2013年发布）

XFS文件系统的元数据完整性检查

提升了NUMA调度

核心内存使用审计和关联使用率限制

EXT4文件系统的inline data support

近乎完全支持user namespace等待

3.9版本

继续完善F2FS文件系统

省电功能改进

改善ARM处理器支持

音效、音频重大更新

Google Goldfish Android模拟器源代码

DRM显卡驱动改善

硬件支持改善

3.10版本

完整支持DynTicks（动态定时器），并成为内核级别的核心特性。

KVM虚拟化改进。

音频/声音驱动更新。

ARM架构支持改进，包括更好地支持64位架构。

大量的Linux加密子系统优化。

AMD电源管理改进。

分阶段驱动（Staging Drivers）改进与新举措。

BCache固态硬盘/机械硬盘缓存框架已经可用，使用两种硬盘的系统将会大大提速。

eCryptfs AES-NI性能改进，支持AES指令集的AMD/Intel x86处理器将会大大提速。

Btrfs文件系统支持skinny extent，quota也进行了一些重建。

F2FS闪存文件系统重大改进。

XFS额外保护。

DRM驱动多方面改进。

Radeon DRM驱动支持golden registers、UVD视频解码、RadeonSI tiling。

引入QXL KMS驱动。

3.11版本

支持LZ4压缩，LZ4压缩和解压缩速度快于LZO、Snappy和zlib，目前只支持ARM架构，在ARMv7 1.5GHz硬件上它的压缩速度能达到45.6MB/s，相比之下LZO是25.2 MB/s

轻量级压缩交换缓存Zswap

例行的Btrfs和XFS文件系统bug修正和性能改进，F2FS修正了Linux 3.10中发现的一个性能退化bug，首次加入高性能并行分布式文件系统Lustre

动态电源管理支持从Radeon HD 2000到Radeon HD 7000系列的GPU

KVM和Xen虚拟化支持64位硬件（AArch64）

3.12版本

优化了CPU频率管理器，更有效的实现动态调频功能，间接提升了部分开源和闭源驱动的性能。

进一步改善了Radeon开源驱动的动态电源管理。

增加了逆向工程出来的Snapdragon/Adreno显卡驱动。

支持AMD首个异构计算的Berlin系列服务器APU。

小幅改善了F2FS、XFS和Btrfs文件系统。

ext4文件系统加入两个新功能：支持主动extent缓存，减少主读工作负荷的内存使用，改进异步I/O。

改进英特尔Haswell图形性能。

支持NVIDIA Optimus显示技术的动态GPU电源管理，双显卡笔记本可以动态的关闭或激活第二个GPU。

3.13版本

多队列块层允许I/O负载在多CPU核心中均衡，延展性更好，减少磁盘延迟，提供更好的磁盘性能。

支持英特尔Broadwell和AMD Radeon R9 waii的新驱动。

防火墙子系统/包过滤引擎nftables取代iptables。

提供了一个更简单的核心ABI，减少重复代码，更有效的支持过滤规则。

开源NVIDIA驱动加入新的电源管理代码。

改进AMD HDMI音频功能。

英特尔硬件支持立体/3D HDMI设备。

Btrfs和F2FS文件系统改进。

Linux功率限制框架和即时平均功率限制驱动程序将允许在超出定义临界值时限制某些组件的功耗。

3.14版本

开源NVIDIA驱动支持更多NVIDIA显卡。

英特尔Broadwell的显示芯片及音频系统获得更好的支持。

VMwareSVGA2显示驱动程序重大变更。

NVIDIA Tegra初步支持PRIME。

开源AMD驱动部分设备支持改进。

经由新的驱动程序支持AMD加密协作处理器。

通用CPU加速。

F2FS及BTRFS文件系统改进。

新增Xen的PVH支持。

加入Deadline调度器。

支持MIPS最新的CPU核心支持。

加入TCP自动抑制功能。

3.15版本

支持EFI混合模式，可以在32位的UEFI上运行64位的核心。

激活异步线程来加快暂停及恢复的时间。

开源驱动对新一代的NVIDIA Maxwell显卡的初步支持，以及对近期的AMD显卡的VEC 2.0视频解码支持。

CPU前端的AVX-512及RDSEED扩充支持。

支持SonyDualShock 4控制器。

LLVM近乎完全支持编译主线核心。

3.16版本

部分支持64位ARM架构的EFI。

Samsung的Exynos多平台核心支持。

改进ARM的Xen虚拟化支持。

支持Dell Latitude掉落感应器。

新的Synaptics触控版驱动程序。

改进对SonyDualShock 4的支持。

大量声卡驱动程序更新。

Btrfs及XFS文件系统的重大更新。

3.17版本

开源AMD驱动改进。

英特尔显示芯片驱动程序改进。

Nvidia显卡驱动程序重大改进。

新的DRM驱动程序。

移除许多旧的或不再维护的驱动程序。

增加了英特尔Braswell音效驱动程序。

对Wacom绘图板更好的支持。

新增许多ARM硬件支持。

支持东芝笔记本电脑掉落感应器。

x86上的KVM改进。

F2FS改进。

XFS有了sysfs接口。

3.18版本

Nouveau支持从DisplayPort输出音频。

许多新的多媒体驱动程序。

Wacom绘图板支持改进。

在64位ARM架构上的PCI支持。

在大型服务器上更快的暂停及恢复速度。

邮件邮箱框架进入主线代码。

ACPI及电源管理改进。

3.19版本

对Intel下一代的Skylake架构的显示芯片的初步激活。

对Nvidia GeForce 900系列的基本支持。

在Btrfs文件系统上对于RAID5及RAID 6的改进。

对多点触控的支持改进。

4.0版本

Skylake架构处理更好的支持。

支持Intel的Quark单片机。

改进对PS3的支持。

对Btrfs、F2FS、pNFS等多个文件系统支持改进。

AMD Radeon驱动程序开始支持DisplayPort音源。

4.1版本

ext4支持文件系统层级的加密。

F2FS、XFS、Btrfs文件系统增强与更新。

RAID5/6改进。

Dell与Toshiba笔记本电脑支持改进。

音频功能模块化。

4.2版本

大量的ARM架构改进。

NCQTrim支持。

F2FS每一文件加密支持。

输入设备支持改进。

UEFIESRT支持以让UEFI固件可在系统内更新。

4.3版本

默认激活Intel Skylake的显示芯片支持。

许多文件系统方面的修正。

4.4版本

新增许多AMD硬件支持。

UEFI2.5改进。

Toshiba笔记本电脑更多的改进支持。

重要的ext4加密修复。

用于设置核心编译参数的图形化接口之一，Xconfig移植到Qt5。

4.5版本

对Kabylake处理器内置显示芯片的初步支持。

AMD显卡诸多改进。

对于ARMv6与ARMv7的代码重写。

Xbox One控制器支持改进。

F2FS文件系统增加了新功能。

4.6版本

对树莓派的3D图形性能改进。

新增对许多ARM平台的支持。

新增对OrangeFS的支持。

对XFS、F2FS、ext4、Btrfs的诸多改进。

EFI安全性改进。

4.7版本

支持AMD RX480。

全新的安全模块LoadPin。

支持制作USB/IP协议的虚拟USB设备控制器。

支持在Linux下更新UEFI固件。

新增schedutil频率控制器，CPUFreq动态频率缩放子系统速度更快、更精准。

4.8版本

tmpfs文件系统支持透明大暂存页。

新的Formatted Kernel Documentation。

解决延迟问题的Timer Wheel。

改进高性能网络路由。

创建核心时允许使用GCC plugins。

加强用户复制。

AMD GPU驱动支持超频，改进PowerPlay。

初步支持NVIDIAPascal显卡。

支持Raspberry Pi 3的BCM2837 SoC。

支持ACPI Low-Power Idle。

支持MicrosoftSurface3触屏。

4.9版本

2/3代码翻新。

新增Greybus硬件协议 。

新增Vmapped kernel stacks机制 。

支持Memory Protection Key机制 。

新增XFS共享式数据延伸功能 。

为AMDGPU提供虚拟屏幕支持，更好的AMDGPU GPU重置支持，并对这个现代AMD GCN驱动程序进行了其他变化 。

AMDGPU还有试验性的Southern Islands支持(GCN 1.0)，作为Radeon DRM中现有支持之外的一种选择 。

对英特尔DRM作了各种修补和改进，最显著的变化之一就是DMA-BUF隐式围栏(implicit fencing) 。

3D渲染期间，为Raspberry Pi VC4驱动程序减少GPU和内存方面的使用 。

CPUFreq驱动程序继续更充分地使用调度程序的信息 。

内存保护密钥(MPK)支持。

NVDIMM支持方面的更新。

F2FS性能方面的改进。

支持OverlayFS SELinux。

支持另外29种ARM机器，包括Raspberry Pi Zero、LG Nexus 5及其他知名的移动/嵌入式硬件 。

支持Mellanox平台 。

内核线程(Kthread)方面的改进。

BBR congestion control 。

System calls for memory protection keys 。

2017/01/19 确认为长期支持版本 。

4.10版本

支持虚拟GPU。

支持IntelCPUL2/L3 Cache。

优化对EXT4、F2FS、XFS、OverlayFS、NFS、CIFS、UBIFS、BEFS 和LOGFS文件系统的支持。

针对AMD Radeon GPU驱动进行强化。

全新的“perfc2c”工具。

4.11版本

AMD GPU 电源管理更加成熟。

已经可以处理DisplayPortMST 音频。

初步支持 Gemini Lake。

SSD支持可扩展 swapping。

支持 SMC-R 协议(RFC7609)。

增强并改进 Intel Turbo Boost Max 3.0。

多队列块层支持可插拔 IO 调度器框架和死线调度器。

新的 perf ftrace 命令。

支持 Opal Storage Specification 驱动。

新的Raspberry Pi驱动。

MD/RAID5日志。

新的 statx() 系统调用。

SipHash哈希函数，新的LZ4压缩实现。

大量的安全、架构和驱动更新。

维护

其它Linux核心程序的维护者还包括：

罗伯特·拉姆：抢占式内核, inotify

英格·蒙内：x86架构, 调度器, 锁

大卫·米勒：网络、SPARC架构

汉·彼得·艾文（Hans Peter Anvin）：x86架构、内核加载器

版本命名

Linux内核有三个不同的命名方案。

早期版本：

第一个版本的内核是0.01。其次是0.02,0.03,0.10,0.11,0.12（第一GPL版本),0.95,0.96,0.97,0.98,0.99及1.0。

从0.95版有许多的补丁发布于主要版本版本之间。

旧计划（1.0和2.6版之间)，版本的格式为A.B.C，其中A,B,C代表：

A 大幅度转变的内核。这是很少发生变化，只有当发生重大变化的代码和核心发生才会发生。在历史上曾改变两次的内核：1994年的1.0及1996年的2.0。

B 是指一些重大修改的内核。

C 是指轻微修订的内核。这个数字当有安全补丁,bug修复，新的功能或驱动程序，内核便会有变化。

自2.6.0（2003年12月）发布后，人们认识到，更短的发布周期将是有益的。自那时起，版本的格式为A.B.C.D，其中A,B,C,D代表：

A 和 B 是无关紧要的

C 是内核的版本

D 是安全补丁

自3.0（2011年7月）发布后，版本的格式为3.A.B，其中A,B代表：

A 是内核的版本

B 是安全补丁

而4.0（2015年4月）发布后，则延续3.A.B的命名格式，只是将主版号变更为4。

 

参见

Linux

林纳斯·托瓦兹

Git

操作系统内核的比较 （ 英语 ： Comparison of operating system kernels ）

理查德·斯托曼

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