linux kernel功能_Kernel是什么意思[通俗易懂]

        说到kernel就得先明白什么是操作系统。

        什么是内核（kernel）？什么是操作系统？他们是什么关系？

        貌似这个问题答案挺多，以前总以为自己是明白的，但当面试时被问到还真不知道怎么样才是正确的答案，现在总结一下：

操作系统

        操作系统是计算机资源的管理者，主要管理cpu的资源调度、存储器、I/O设备、文件四个部分。

资源调度：

        对于cpu的资源调度，其实就是进程管理。进程有三种基本状态：就绪态、执行态、阻塞态。

        进程的数据结构PCB是进程的实体，其中包括：

• 进程标示符（内外标示符）
• 进程调度信息（进程状态、优先级等）
• 处理机状态信息（主要是处理器各种寄存器中的内容—-通用寄存器、指令计数器、程序状态字、用户栈指针）
• 进程控制信息（程序和数据的地址、同步或通信的条件等）

        操作系统要做的是创建、调度、终止进程，同步进程，避免死锁。

存储器管理

        对于存储器管理，需要管理寄存器、内存、外存、缓存，负责对可执行存储器的分配、回收以及提供在存储层次间数据移动的管理机制。

        例如主存与磁盘缓存、高速缓存与主存间的数据移动等，这些需要分段、分页、虚拟。

        写好一个程序，编译器编译、链接器链接、加载器加载到内存，分配的内存地址，加载到什么地方由操作系统说了算。

I/O管理

        对于I/O管理，就是管理外设。

        CPU与I/O设备之间有个设备控制器，设备控制器功能包括

1. 接受和识别CPU的指令，例如磁盘控制器能够接受CPU传来的Read、Write、Format等指令。
2. 数据交换，CPU通过数据总线并行的与控制器交换、控制器与设备之间交换。比如你写一个程序要操作外设或读写文件（这里貌似操作外设也是读写文件）只需要调用操作系统的API，将欲传输的数据放到相应的位置，操作系统会将这些内存中的数据传给外设。I/O的控制方式包括程序I/O、中断I/O、DMA I/O等。
3. 标示和报告设备的状态。
4. 地址识别，每个设备都有一个地址。
5. 数据缓冲，控制器中需要有缓冲器。
6. 差错控制。

文件管理

       对于文件管理，即对文件系统如NTFS、fat32、ext3等进行管理。

       以上是对操作系统的粗浅理解，下面是kernel。

Linux kernel

        对于linux kernel，先看它的目录结构，这里只挑几个重要的说明。

       arch 包括所有和体系结构相关的核心代码。从里面我们能看到arm、alpha、i386、mips、ia64这些文件夹,每种处理器架构都有不一样的硬件模块，这里就是要针对不同的架构进行不同的初始化。

        init包含内核的初始化代码（不是系统的引导代码），其中有一个main.c文件，用于执行内核所有的初始化工作（包括初始化内存、初始化所有硬件、创建第一个任务task0，设置中断允许标志位），然后移到用户模式调用fork()函数创建新进程，并在控制台运行shell。

        kernel 包含内核管理的核心代码，瞅这名就知道，这货是个重量级目录，所有的处理任务的程序，包括fork、exit、调度程序(sched.c)以及一些系统调用(sys.c)、信号处理(signal.c)、时间函数(time.c)，还有中断异常处理、电源管理等等一系列调用关系错综复杂的函数。

        mm 包含所有的内存管理代码。其中包括实现进程的逻辑地址到实际物理地址的映射，实现分页、分段机制，实现内存页面异常中断处理程序等。   

        drivers包含系统中所有的设备驱动程序，比如什么cdrom啊bluetooth啊pci、i2c这些。

        ipc 包含核心进程间的通信代码。

        fs 存放Linux支持的文件系统代码，里面有ext2、ext3、ext4、fat、ntfs等等一堆目录。 

        net 内核的网络部分代码，其每个子目录对应于网络的一个方面，比如ieee80211、ipv4、ipv6这些目录。

        lib 包含核心的库代码，什么strcpy、sprintf、sort这些函数都在里面。

       百度百科的kernel词条Kernel 指大多数操作系统的核心部分。它由操作系统中用于管理存储器、文件、外设和系统资源的那些部分组成。操作系统内核通常运行进程，并提供进程间的通信。 

       好了，总结下，操作系统呢，其实就是一个大软件，这个大软件直接运行在裸机上，同时管理软件和硬件。

        它包括内核，还包括其他软件，比如用户图形界面、命令行。

        用户不会与操作系统直接打交道，而是通过操作软件，比如图形界面或命令行与操作系统打交道，图形界面会调用内核提供的系统调用，这时操作系统由用户态切换到内核态完成相应动作，此过程操作系统应该保证，任何应用程序运行时的错误都不会让系统崩溃。

今天的文章linux kernel功能_Kernel是什么意思[通俗易懂]分享到此就结束了，感谢您的阅读。