探究Linux内核,深入讲解系统运作原理(linux内核讲解)

Linux内核是Linux操作系统的核心,提供硬件访问和软件运行。在探究Linux内核的运作原理之前,先要了解Linux内核的基本构造。Linux内核是一个复杂的单内核的多任务操作系统,由多个模块和子系统组成,模块之间存在联系和紧密联系。Linux内核通常由内核态和用户态组成,其中内核态是一种能够访问主机和其他硬件设备,运行管理任务的特权状态,一般而言,它是控制硬件设备资源并实现其他功能的落实者,用户态是一种不能访问硬件设备资源的非特权状态,它是应用程序的容器,负责提供服务,以及调用内核函数访问硬件资源。

内核的工作依赖于底层的硬件驱动程序,内核可以通过硬件驱动程序来访问,控制和使用硬件设备,包括内存、处理器、键盘、显示等等,所有这些硬件设备会被集中到一个统一的层次上处理。

内核运行的根基是中断,它是C程序的基石,中断有多种,但运行的原理都是一样的:当某个外部事件发生时,如按键点击或者硬件出现问题,CPU就会根据中断要求,将程序的执行状态暂停,存入寄存器,开始执行中断处理程序,这个中断处理程序就是运行在内核态下执行的。操作系统根据不同的中断要求采取不同的措施,完成了用户请求或者应用要求。

另外一个重要的概念是进程。Linux内核通过创建和管理进程,来满足用户的需求,比如运行一个应用程序,打开一个程序,运行一段程序等。每一个进程都有一个自己的内存空间,其中包括内存地址空间,内核态和用户态等内容。Linux内核负责管理进程,通过系统调用(System Call)实现进程的创建,终止,挂起,唤醒,调度等功能。

综上所述,Linux内核的核心由内核态和用户态组成,是一个复杂的单内核的多任务操作系统。通过硬件驱动程序,内核能够访问、控制、使用硬件设备,基于中断、系统调用将用户请求完成,并通过创建和管理进程,实现用户需求,这就是Linux内核运行原理。


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