请问什么是"内核",作用是什么

Question

多谢了

Answer 1

To protect user applications from accessing and/or modifying critical operating system data, Windows 2000 uses two processor access modes (even if the processor on which Windows 2000 is running supports more than two): user mode and kernel mode. User application code runs in user mode, whereas operating system code (such as system services and device drivers) runs in kernel mode. Kernel mode refers to a mode of execution in a processor that grants access to all system memory and all CPU instructions. By providing the operating system software with a higher privilege level than the application software has, the processor provides a necessary foundation for operating system designers to ensure that a misbehaving application can't disrupt the stability of the system as a whole.Although each Win32 process has its own private memory space, kernel-mode operating system and device driver code share a single virtual address space. Each page in virtual memory is tagged as to what access mode the processor must be in to read and/or write the page. Pages in system space can be accessed only from kernel mode, whereas all pages in the user address space are accessible from user mode. Read-only pages (such as those that contain executable code) are not writable from any mode.Windows 2000 doesn't provide any protection to private read/write system memory being used by components running in kernel mode. In other words, once in kernel mode, operating system and device driver code has complete access to system space memory and can bypass Windows 2000 security to access objects. Because the bulk of the Windows 2000 operating system code runs in kernel mode, it is vital that components that run in kernel mode be carefully designed and tested to ensure that they don't violate system security.This lack of protection also emphasizes the need to take care when loading a third-party device driver, because once in kernel mode the software has complete access to all operating system data. This vulnerability was one of the reasons behind the driver-signing mechanism introduced in Windows 2000, which warns the user if an attempt is made to add an unauthorized (unsigned) driver. (See Chapter 9 for more information on driver signing.) Also, a mechanism called Driver Verifier helps device driver writers to find bugs (such as memory leaks). Driver Verifier is explained in Chapter 7.As you'll see in Chapter 2, user applications switch from user mode to kernel mode when they make a system service call. For example, a Win32 ReadFile function eventually needs to call the internal Windows 2000 routine that actually handles reading data from a file. That routine, because it accesses internal system data structures, must run in kernel mode. The transition from user mode to kernel mode is accomplished by the use of a special processor instruction that causes the processor to switch to kernel mode. The operating system traps this instruction, notices that a system service is being requested, validates the arguments the thread passed to the system function, and then executes the internal function. Before returning control to the user thread, the processor mode is switched back to user mode. In this way, the operating system protects itself and its data from perusal and modification by user processes.user applications switch from user mode to kernel mode when they make a system service call. For example, a Win32 ReadFile function eventually needs to call the internal Windows 2000 routine that actually handles reading data from a file. That routine, because it accesses internal system data structures, must run in kernel mode. The transition from user mode to kernel mode is accomplished by the use of a special processor instruction that causes the processor to switch to kernel mode. The operating system traps this instruction, notices that a system service is being requested, validates the arguments the thread passed to the system function, and then executes the internal function. Before returning control to the user thread, the processor mode is switched back to user mode. In this way, the operating system protects itself and its data from perusal and modification by user processes.

Answer 2

内核是ntoskrnl.exe的下层，他实现最基本的操作系统功能，管理线程调度，进程切换，异常和中断处理以及多处理器同步。中断处理，异常调度和多处理器同步功能是随处理器体系结构的不同而异的，内核的一个重要的功能就是把执行体和处理器体系结构的差异隔离开，为止形体提供一组在整个体系结构上可移植的，语义完全相同的接口。
内核是常驻内存的，永远不会被页面调度程序调出内存。