Die Funktionen des Linux-Kernels: 1. Prozesse verwalten, der Kernel ist für die Erstellung und Zerstörung von Prozessen verantwortlich; 2. Speicher verwalten; der Kernel und das Speicherverwaltungssubsystem interagieren über eine Reihe von Funktionsaufrufen; Kernel läuft auf unstrukturierter Hardware. 4. Gerätesteuerung, jeder Gerätetreiber ist in den Kernel eingebettet. 5. Netzwerkverwaltung.
Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Linux7.3-System, Dell G3-Computer.
1. Prozesse verwalten:
Der Kernel ist für die Erstellung und Zerstörung von Prozessen und die Verwaltung ihrer Verbindungen mit der Außenwelt (Eingabe und Ausgabe) sowie für die Kommunikation zwischen verschiedenen Prozessen (durch Signale, Pipes oder Interprozess-Kommunikationsprimitive) sind für die Gesamtsystemfunktionalität von grundlegender Bedeutung und werden auch vom Kernel verarbeitet. Darüber hinaus ist der Scheduler Teil des Prozessmanagements, der steuert, wie Prozesse sich die CPU teilen. Allgemeiner ausgedrückt implementieren die Prozessverwaltungsaktivitäten des Kernels die Abstraktion mehrerer Prozesse auf einer einzelnen oder mehreren CPUs.
2. Speicher verwalten:
Der Computerspeicher ist die Hauptressource, und die Strategie, mit der er umgeht, ist entscheidend für die Systemleistung. Der Kernel richtet für jeden einzelnen Prozess einen virtuellen Adressraum ein, der auf begrenzten verfügbaren Ressourcen basiert. Verschiedene Teile des Kernels interagieren mit dem Speicherverwaltungssubsystem über eine Reihe von Funktionsaufrufen, die von einfachen malloc/free-Paaren bis hin zu komplexeren Funktionen reichen.
3. Dateisystem:
Unix basiert weitgehend auf dem Konzept eines Dateisystems, das als Datei betrachtet werden kann. Der Kernel baut auf unstrukturierter Hardware ein strukturiertes Dateisystem auf, sodass die Dateiabstraktion weitgehend im gesamten System angewendet wird. Darüber hinaus unterstützt Linux mehrere Dateisystemtypen, also unterschiedliche Arten der Datenorganisation auf physischen Medien. Beispielsweise kann die Festplatte mit dem Standard-Linux-ext3-Dateisystem, dem häufig verwendeten FAT-Dateisystem oder mehreren anderen Dateisystemen formatiert werden.
4. Gerätesteuerung:
Mit Ausnahme des Prozessors, des Speichers und sehr weniger anderer Einheiten wird jede Gerätesteuerung im gesamten System durch einen bestimmten Code gesteuert mit dem angesprochenen Gerät. Diese Codes werden Gerätetreiber genannt. Der Kernel muss über eingebettete Treiber für alle im System vorhandenen Peripheriegeräte verfügen, von Festplatten über Tastaturen bis hin zu Bandlaufwerken.
5. Netzwerkverwaltung:
Das Netzwerk muss vom Betriebssystem verwaltet werden, da die meisten Netzwerkvorgänge nicht spezifisch für einen bestimmten Prozess sind: Nachrichten, die in das System gelangen, sind asynchrone Ereignisse. Nachrichten müssen gesammelt, identifiziert und verteilt werden, bevor ein Prozess übernimmt. Das System ist für die Übermittlung von Datennachrichten zwischen dem Programm und der Netzwerkschnittstelle verantwortlich. Es muss die Ausführung des Programms basierend auf der Netzwerkaktivität des Programms steuern. Darüber hinaus sind alle Routing- und Adressauflösungsprobleme im Kernel implementiert.
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