Aufgaben, die der Linux-Kernel ausführt

Im letzten Artikel haben wir erklärt, was der Linux-Kernel ist, jetzt werden wir im Detail darauf eingehen, welche funktionellen Aufgaben er erfüllt. Der monolithische Kernel des Linux-Betriebssystems führt die umfangreichsten Aufgaben aus. Die Verarbeitung eingehender Systemaufrufe findet auf der obersten Ebene statt. Diese Aufrufe bilden die Schnittstelle zwischen dem Kernel und den Benutzeranwendungen. Hardware-Signale und Unterbrechungen werden auf der unteren Ebene verarbeitet.

Die wichtigsten funktionalen Aufgaben des Linux-Kernels

Der Kernel hat jedoch nicht nur die Aufgabe, Unterbrechungen zu verarbeiten. Er umfasst auch Programme zur Gerätesteuerung. Treiber werden benötigt, um die von den Geräten kommenden Signale zu verarbeiten. Ihnen ist ein größerer Teil des Kernels gewidmet. Einige von ihnen liegen in Form von Binärdateien vor. Die Version des Kernels ohne geschlossene Treiber ist Linux-libre, in der Praxis ist sie nicht so einfach zu verwenden, da es nicht immer möglich ist, einen PC auf der Grundlage von Komponenten mit nur offenen Treibern zu bauen.

Andere funktionale Aufgaben des Kernels sind die Arbeit mit Abstraktionen. Virtuelle Threads werden von einem virtuellen Thread erzeugt, ein Speichermanager weist einen Teil des Arbeitsspeichers speziell für den Prozess zu und isoliert ihn, ein virtuelles Dateisystem bildet einen einzigen Speicherplatz für Dateien, Sockets werden von einem Netzwerkmodul erzeugt. Auf diese Weise werden die Voraussetzungen für ein hohes Maß an Sicherheit geschaffen. Das System der Interprozessinteraktion stellt sicher, dass es keine Konflikte beim Zugriff auf dieselben Computerressourcen gibt, und sorgt für den Datenaustausch zwischen den Prozessen.

Von der Anwendersoftware aus gesehen sieht es aus wie physische Hardware, mit dem Unterschied, dass Prozessor und RAM nicht direkt, sondern über Systemaufrufe kommunizieren. Das Verzeichnis /dev enthält symbolische und Blockreferenzen für Peripheriegeräte. Eine Besonderheit von Blockreferenzen ist, dass sie nur mit Blöcken einer bestimmten Größe funktionieren.

Obwohl der Kernel alle Prozesse kontrolliert, macht er selbst nichts, er benötigt Benutzersoftware und die von dieser Software ausgeführten Prozesse. Zur Basissoftware gehören die GNU-Utilities: Sie sind aus keiner Linux-Distribution wegzudenken. Ein Beispiel ist die Bash-Shell, mit der Sie Befehle in der Konsole eingeben können.