Что такое ядро Linux и какие задачи оно выполняет?

Ядро Linux — это главный компонент операционной системы Linux, низкоуровневая программа, которая является интерфейсом между аппаратным обеспечением компьютера и пользовательскими приложениями.

Основные задачи ядра Linux включают:

• Управление процессами: Распределение процессорного времени между процессами, их создание, завершение и переключение контекста.
• Управление памятью: Выделение, освобождение и защита памяти для процессов, управление виртуальной памятью и свопингом.
• Управление устройствами: Предоставление интерфейсов для доступа к аппаратным устройствам (жесткие диски, сетевые карты и т.д.) через драйверы.

// Пример функции ядра для выделения памяти
void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags);

• Управление файловой системой: Организация и доступ к данным на носителях информации, поддержка различных файловых систем (ext4, XFS и др.).
• Сетевые функции: Обработка сетевых пакетов, реализация сетевых протоколов (TCP/IP) и управление сетевыми интерфейсами.
• Системные вызовы: Предоставление стандартизированного набора функций для взаимодействия пользовательских программ с ядром.

# Пример использования системного вызова open через команду strace
strace cat /etc/fstab

• Управление безопасностью: Реализация механизмов контроля доступа, изоляции процессов и управления привилегиями.

Ядро работает в привилегированном режиме (kernel space), имея прямой доступ к аппаратному обеспечению, в то время как пользовательские приложения работают в пользовательском режиме (user space), взаимодействуя с ядром через системные вызовы.

Вот простая таблица, обобщающая взаимодействие: