Kernel Linux

Kernel Linux adalah kernel yang digunakan dalam sistem operasi GNU/Linux. Kernel ini merupakan turunan dari keluarga sistem operasi UNIX, dirilis dengan menggunakan lisensi GNU General Public License (GPL), dan dikembangkan oleh pemrogram di seluruh dunia. Linux merupakan contoh utama dari perangkat lunak bebas dan sumber terbuka.

Linux pertama kali ditulis oleh Linus Benedict Torvalds pada tahun 1991. Pada saat itu, Proyek GNU telah membuat banyak komponen yang dibutuhkan untuk membentuk sebuah sistem operasi yang bebas, tapi belum memiliki kernel yang melandasi komponen aplikasi tersebut. Sebenarnya waktu itu, sudah ada kandidat kuat sebagai fondasi sistem operasi GNU, yang dinamakan dengan Hurd, tapi pengembangannya belum selesai. Pada saat awal pengembangannya, Linux sangat sederhana. Tapi berkat dukungan semua pihak (khususnya komunitas sistem operasi Minix) yang menyumbang ide ke dalam Linux sehingga dapat berkembang.

Sejarah
Pada bulan April 1991, Linus Torvalds, yang berusia 21 tahun memulai pekerjaannya untuk memikirkan beberapa ide untuk sebuah sistem operasi. Ia pun memulai pekerjaannya dengan membuat sebuah task switcher dalam bahasa assembly untuk Intel 80386 dan sebuah driver terminal. Dan, pada tanggal 25 Agustus 1991, beliau menulis sebuah posting di dalam newsgroup comp.os.minix:

"I'm doing a (free) operating system (just a hobby, won't be big and professional like gnu) for 386(486) AT clones. This has been brewing since April, and is starting to get ready. I'd like any feedback on things people like/dislike in minix, as my OS resembles it somewhat (same physical layout of the file-system (due to practical reasons) among other things). I've currently ported bash(1.08) and gcc(1.40), and things seem to work. This implies that I'll get something practical within a few months [...] Yes - it's free of any minix code, and it has a multi-threaded fs. It is NOT portable (uses 386 task switching etc), and it probably never will support anything other than AT-harddisks, as that's all I have :-(. [...] It's mostly in C, but most people wouldn't call what I write C. It uses every conceivable feature of the 386 I could find, as it was also a project to teach me about the 386. As already mentioned, it uses a MMU, for both paging (not to disk yet) and segmentation. It's the segmentation that makes it REALLY 386 dependent (every task has a 64Mb segment for code & data - max 64 tasks in 4Gb. Anybody who needs more than 64Mb/task - tough cookies). [...] Some of my "C"-files (specifically mm.c) are almost as much assembler as C. [...] Unlike minix, I also happen to LIKE interrupts, so interrupts are handled without trying to hide the reason behind them."

Kemudian, banyak orang menyumbang ide dan kode kepada proyek Linux. Hingga pada bulan September 1991, Linux versi 0.01 pun dirilis, dengan memiliki 10239 baris kode, yang kemudian diikuti dengan versi 0.02 pada bulan Oktober 1991. Pada bulan Desember 1991, Linux versi 0.11 dirilis.

Modul Kernel Linux

Pengertian Modul Kernel Linux

Modul kernel Linux adalah bagian dari kernel Linux yang dapat dikompilasi, dipanggil dan dihapus secara terpisah dari bagian kernel lainnya saat dibutuhkan. Modul kernel dapat menambah fungsionalitas kernel tanpa perlu me-reboot sistem. Secara teori tidak ada yang dapat membatasi apa yang dapat dilakukan oleh modul kernel. Kernel modul dapat mengimplementasikan antara lain device driver, sistem berkas, protokol jaringan.

Modul kernel Linux memudahkan pihak lain untuk meningkatkan fungsionalitas kernel tanpa harus membuat sebuah kernel monolitik dan menambahkan fungsi yang mereka butuhkan langsung ke dalam image dari kernel. Selain hal tersebut akan membuat ukuran kernel menjadi lebih besar, kekurangan lainnya adalah mereka harus membangun dan me-reboot kernel setiap saat hendak menambah fungsi baru. Dengan adanya modul maka setiap pihak dapat dengan mudah menulis fungsi-fungsi baru dan bahkan mendistribusikannya sendiri, di luar GPL.
Kernel modul juga memberikan keuntungan lain yaitu membuat sistem Linux dapat dinyalakan dengan kernel standar yang minimal, tanpa tambahan device driver yang ikut dipanggil. Device driver yang dibutuhkan dapat dipanggil kemudian secara eksplisit maupun secara otomatis saat dibutuhkan.

Terdapat tiga komponen untuk menunjang modul kernel Linux. Ketiga komponen tersebut adalah manajemen modul, registrasi driver, dan mekanisme penyelesaian konflik. Berikut akan dibahas ketiga komponen pendukung tersebut.

Manajemen Modul Kernel Linux

Manajemen modul akan mengatur pemanggilan modul ke dalam memori dan berkomunikasi dengan bagian lainnya dari kernel. Memanggil sebuah modul tidak hanya memasukkan isi binarinya ke dalam memori kernel, namun juga harus dipastikan bahwa setiap rujukan yang dibuat oleh modul ke simbol kernel atau pun titik masukan diperbaharui untuk menunjuk ke lokasi yang benar di alamat kernel. Linux membuat tabel simbol internal di kernel. Tabel ini tidak memuat semua simbol yang didefinisikan di kernel saat kompilasi, namun simbol-simbol tersebut harus diekspor secara eksplisit oleh kernel. Semua hal ini diperlukan untuk penanganan rujukan yang dilakukan oleh modul terhadap simbol-simbol.

Pemanggilan modul dilakukan dalam dua tahap. Pertama, utilitas pemanggil modul akan meminta kernel untuk mereservasi tempat di memori virtual kernel untuk modul tersebut. Kernel akan memberikan alamat memori yang dialokasikan dan utilitas tersebut dapat menggunakannya untuk memasukkan kode mesin dari modul tersebut ke alamat pemanggilan yang tepat. Berikutnya system calls akan membawa modul, berikut setiap tabel simbol yang hendak diekspor, ke kernel. Dengan demikian modul tersebut akan berada di alamat yang telah dialokasikan dan tabel simbol milik kernel akan diperbaharui.

Komponen manajemen modul yang lain adalah peminta modul. Kernel mendefinisikan antarmuka komunikasi yang dapat dihubungi oleh program manajemen modul. Saat hubungan tercipta, kernel akan menginformasikan proses manajemen kapan pun sebuah proses meminta device driver, sistem berkas, atau layanan jaringan yang belum terpanggil dan memberikan manajer kesempatan untuk memanggil layanan tersebut. Permintaan layanan akan selesai saat modul telah terpanggil. Manajer proses akan memeriksa secara berkala apakah modul tersebut masih digunakan, dan akan menghapusnya saat tidak diperlukan lagi.

Registrasi Driver

Untuk membuat modul kernel yang baru dipanggil berfungsi, bagian dari kernel yang lain harus mengetahui keberadaan dan fungsi baru tersebut. Kernel membuat tabel dinamis yang berisi semua driver yang telah diketahuinya dan menyediakan serangkaian routines untuk menambah dan menghapus driver dari tabel tersebut. Routines ini yang bertanggung-jawab untuk mendaftarkan fungsi modul baru tersebut.

Hal-hal yang masuk dalam tabel registrasi adalah:
- device driver
- sistem berkas
- protokol jaringan
- format binary
- Resolusi Konflik

Keanekaragaman konfigurasi perangkat keras komputer serta driver yang mungkin terdapat pada sebuah komputer pribadi telah menjadi suatu masalah tersendiri. Masalah pengaturan konfigurasi perangkat keras tersebut menjadi semakin kompleks akibat dukungan terhadap device driver yang modular, karena device yang aktif pada suatu saat bervariasi.

Linux menyediakan sebuah mekanisme penyelesaian masalah untuk membantu arbitrasi akses terhadap perangkat keras tertentu. Tujuan mekanisme tersebut adalah untuk mencegah modul berebut akses terhadap suatu perangkat keras, mencegah autoprobes mengusik keberadaan driver yang telah ada, menyelesaikan konflik di antara sejumlah driver yang berusaha mengakses perangkat keras yang sama.

Kernel membuat daftar alokasi sumber daya perangkat keras. Ketika suatu driver hendak mengakses sumber daya melalui M/K port, jalur interrupt, atau pun kanal DMA, maka driver tersebut diharapkan mereservasi sumber daya tersebut pada basis data kernel terlebih dahulu. Jika reservasinya ditolak akibat ketidaktersediaan sumber daya yang diminta, maka modul harus memutuskan apa yang hendak dilakukan selanjutnya. Jika tidak dapat melanjutkan, maka modul tersebut dapat dihapus.

Sumber : kambing.ui.ac.id dan Wikipedia.org