操作系统与内核

简介

操作系统是管理计算机硬件与软件资源的系统软件，为用户程序提供统一的服务接口。内核是操作系统的核心部分，负责进程管理、内存管理、设备驱动、文件系统等基础功能。

本节内容涵盖操作系统原理、内核开发、驱动程序编写等系统底层技术，帮助读者理解计算机系统的工作机制。

技术领域

操作系统原理

• 进程与线程
• 内存管理与虚拟内存
• 文件系统
• I/O模型与设备管理
• 调度算法

内核开发

• 内核架构(单内核、微内核、混合内核)
• 内核模块开发
• 系统调用实现
• 中断与异常处理
• 实时内核与嵌入式系统

驱动开发

• 设备驱动模型
• 字符设备与块设备
• 网络设备驱动
• USB驱动开发
• 图形与GPU驱动

虚拟化技术

• 虚拟机原理
• 容器技术底层原理
• Hypervisor开发
• 硬件辅助虚拟化
• Unikernel与库操作系统

代码示例

// Linux内核模块示例
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A simple example Linux module");
MODULE_VERSION("0.1");

static int __init example_init(void) {
    printk(KERN_INFO "Hello, World!\n");
    return 0;
}

static void __exit example_exit(void) {
    printk(KERN_INFO "Goodbye, World!\n");
}

module_init(example_init);
module_exit(example_exit);

最佳实践

• 安全第一原则
• 正确处理并发与同步
• 内存屏障与顺序一致性
• 资源管理与引用计数
• 错误处理与防御性编程
• 性能与功耗平衡

贡献者

huoshan