本文发表于Linux Format magazine杂志，作者从技能深度上解说了Linux Kernel是怎么作业的。信任对Linux开发者来说有不小的协助。
牛津字典中对kernel一词的界说是：较软的、一般是一个坚果可食用的部分。当然还有第二种界说：某个东西中心或许最重要的部分。对Linux来说，它的Kernel无疑归于第二种解说。让咱们来看看这个重要的东西是怎么作业的，先从一点理论说起。
广义地来说kernel便是一个软件，它在硬件和运转在核算机上的运用程序之间供给了一个层。严厉点从核算机科学的视点来说，Linux中的Kernel指的是Linus Torvalds在90年代初期写的那点代码。
一切的你在Linux各版别中看到的其他东西–Bash shell、KDE窗口办理器、web浏览器、X服务器、Tux Racer以及一切的其他，都不过是运转在Linux上的运用罢了，而不是操作体系本身的一部分。为了给咱们一个愈加直观的感觉，我来举个比方，比方RHEL5的装置大概要占有2.5GB的硬盘空间(详细多大当然视你的挑选装置来定)，在这其间，kernel以及它的各个模块组件，只要47MB，所占份额约为2%。
在kernel内部
那么kernel究竟是怎么作业的呢?如下面的图表。Kernel经过许多的进入端口也便是咱们从技能视点所说的体系调用，来使得运转在它上面的运用程序可用。Kernel运用的体系调用比方读和写来供给你硬件的笼统(abstraction)。
从程序员的视角来看，这些看起来仅仅一般的功用调用，可是实践上体系调用在处理器的操作形式上，从用户空间到Kernel空间有一个显着的切换。一起，体系调用供给了一个Linux虚拟机，能够被认为是对硬件的笼统。
Kernel供给的更显着的笼统之一是文件体系。举例来说，这儿有一段短的程序是用C写的，它翻开了一个文件并将内容复制到规范的输出：
#include
int main()
{
int fd, count; char buf[1000];
fd=open(mydata, O_RDONLY);
count = read(fd, buf, 1000);
write(1, buf, count);
close(fd);
}
在这儿，你能够看到四个体系调用的比方：翻开、读、写和封闭。不谈这段程序语法的细节，重点是：经过这些体系调用Linux Kernel供给了一个文件的幻觉，而实践上它不过是一堆数据有了个姓名，这样一来你就不用去与硬件底层的仓库、分区、头和指针、分区等交涉了，而是直接以比方中的方法与硬件沟通，这也便是咱们所说的笼统(abstraction)，将底层的东西以更易懂的方法表达出来。
台前幕后
体系文件是Kernel供给的较为显着的一种笼统。还有一些特性不是这么的显着，比方进程调度。任何一个时刻，都可能有好几个进程或许程序等待着运转。Kernel的时刻调度给每个进程分配CPU时刻，所以就一段时刻内来说，咱们会有种幻觉：电脑同一时刻运转好几个程序。这是别的一个C程序：
#include
main()
{
if (fork()) {
write(1, Parent\n, 7);
wait(0);
exit(0);
}
else {
write(1, Child\n, 6);
exit(0);
}
}
在这个程序中创立了一个新进程，而本来的进程(父进程)和新进程(子进程)都编写了规范输出然后完毕。留意体系调用fork(), exit() 以及 wait()履行程序的创立、完毕和各自同步。这是进程办理和调度中最典型的简略调用。
Kernel还有一个愈加不易见到的功用，连程序员都不易发觉，那便是存储办理。每个程序运转得都如同它有个自己的地址空间来调用相同，实践上它跟其他进程相同同享核算机的物理存储，假如体系运转的存储过低，它的地址空间乃至会被磁盘的交互区暂时寄用。存储办理的别的一个方面是避免一个进程拜访其他进程的地址空间–关于多进程操作体系来说这是很必要的一个防范措施。
Kernel相同还装备网络链接协议比方IP、TCP和UDP等，它们在网络上供给机器对机器(machine-to-machine)和进程对进程(process-to-process)的通讯。这儿又会形成一种假象，即TCP在两个进程之间供给了一个固定衔接–就如同衔接两个电话的铜线相同，实践中却并没有固定的衔接，特别的引证协议比方FTP、DNS和HTTP是经过用户级程序来施行的，而并非Kernel的一部分。
Linux(像之前的Unix)在安全方面口碑很好，这是由于Kernel盯梢记录了每个运转进程的user ID和group ID，每次当一个运用妄图拜访资源(比方翻开一个文件来写入)的时分，Kernel就会核对文件上的拜访答应然后做出答应/制止的指令。这种拜访操控形式终究对整个Linux体系的安全效果很大。
Kernel还供给了一大套模块的调集，其功用包含怎么处理与硬件设备沟通的许多细节、怎么从磁盘读取一个分区、假如从网络接口卡获取数据包等。有时咱们称这些为设备驱动。
模块化的Kernel
现在咱们队Kernel是做什么的已经有了一些了解，让咱们再来简略看下它的物理组成。前期版别的Linux Kernel是整体式的，也便是说一切的部件都静态地衔接成一个(很大的)履行文件。
相比较而言，现在的Linux Kernel是模块化的：许多功用包含在模块内，然后动态地载入kernel中。这使得kernel的内核很小，并且在运转kernel时能够不用reboot就能载入和代替模块。
Kernel的内核在boot time时从坐落/boot 目录的一个文件加载进存储中，一般这个/boot 目录会被叫做KERNELVERSION，KERNELVERSION与kernel版别有关。(假如你想知道你的kernel版别是什么，运转指令行显现体系信息-r。)kernel的模块坐落目录/lib/modules/KERNELVERSION之下，一切的组件都会在kernel装置时被复制。
办理模块
大部分情况下，Linux办理它的模块不需要你的帮助，可是假如必要的时分有指令行能够来手动查看和办理模块。比方，为了查清楚当时究竟哪个模块在载入kernel。这儿有一个输出的比方：
