Everything You Need to Know About Kernel

Kernel (ядро) – это центральная часть операционной системы, которая управляет аппаратными ресурсами компьютера и обеспечивает взаимодействие между программным обеспечением и аппаратным обеспечением. Оно выполняет функции планирования задач, управления памятью, обработки прерываний и ввода-вывода, а также обеспечивает безопасность и защиту данных.

Примеры кода, относящиеся к ядру, могут включать:

1. Обработка прерываний

Прерывание – это сигнал, отправленный процессору для того, чтобы прервать текущую операцию и обработать какое-то важное событие. Ядро отвечает за обработку различных типов прерываний, таких как прерывания от процессора, прерывания от жесткого диска или прерывания от сетевой карты.

Пример кода на языке С:


void interrupt_handler(void) {
    unsigned char irq;
    /* Первый байт содержит маску прерываний */
    irq = inb(0x21);
    /* Сбрасываем маску для тактирующих прерываний */
    if (irq & 0x01) {
        irq0_handler();
    }
    /* Обрабатываем прерывание от клавиатуры */
    if (irq & 0x02) {
        irq1_handler();
    }
    /* Обработка прерывания от жесткого диска */
    if (irq & 0x04) {
        irq14_handler();
    }
    /* Обработка прерывания от сетевой карты */
    if (irq & 0x80) {
        irq15_handler();
    }
    /* Отправляем контроллеру прерываний сигнал о завершении обработки */
    outb(0x20, 0x20);
}

2. Управление памятью

Ядро должно управлять памятью и распределять ее между процессами в системе. Для этой цели ядро использует виртуальную память, которая позволяет процессам обращаться к большому количеству памяти, превышающему объем доступной физической памяти.

Пример кода на языке С:


void *allocate_memory(size_t size) {
    void *addr;
    addr = vmalloc(size);
    if (!addr) {
        printk(KERN_ERR "Error allocating memory\n");
    } else {
        printk(KERN_INFO "Allocated %lld bytes at %p\n", size, addr);
    }
    return addr;
}
void free_memory(void *addr) {
    if (addr) {
        vfree(addr);
        printk(KERN_INFO "Freed memory at %p\n", addr);
    } else {
        printk(KERN_ERR "Error freeing memory\n");
    }
}

3. Управление задачами

Ядро отвечает за планирование и управление задачами в системе. Оно определяет, какие процессы выполняются в данный момент времени, какие задачи имеют приоритет и когда они должны быть выполнены.

Пример кода на языке С:


struct task_struct *new_task;
new_task = kthread_create(worker_thread, data, name);
if (IS_ERR(new_task)) {
    printk(KERN_ERR "Error creating new task\n");
} else {
    wake_up_process(new_task);
    printk(KERN_INFO "Created new task %s\n", name);
}

В данном примере создается новая задача с помощью функции kthread_create(). В качестве аргументов передаются указатель на функцию-обработчик, данные и имя задачи. После создания задачи она добавляется в очередь планирования с помощью функции wake_up_process().

Everything You Need to Know About Kernel

Похожие вопросы на: "kernel "