Исполнительная система Windows NT реализует высокоуровневые функции управления основными ресурсами (как то: памятью, файлами, процессами и потоками), в определенном смысле являясь операционной системой в миниатюре. Большинство этих функций слабо связаны с конструктивными особенностями конкретной аппаратуры. Они практически не меняются от одной исполнительной системе к другой и одинаково производительны (или непроизводительны) во всех ядрах.

Обособленная часть исполнительной системы, реализующая наиболее низкоуровневые операции и тесно взаимодействующая с библиотекой аппаратных абстракций, называется ядром (KERNEL). Большинство ядерных процедур предназначены для сугубо внутреннего использования и не экспортируются (хотя присутствуют в отладочных символах), а те, что экспортируются, обычно начинаются с префикса Ke (подпрограммы ядра) или Ki (обработка прерываний в ядре).

Это уже третье упоминание ядра, которое мы встречаем, что создает определенную путаницу. Давайте попробуем разложить образовавшийся терминологический кавардак по полочкам. На самом верхнем уровне абстракций ядром принято называть совокупность компонентов операционной системы, работающих на привилегированном кольце нулевого уровня. Спустившись пониже, мы увидим, что ядро отнюдь не монолитно и состоит как минимум из двух частей: собственно самого ядра и загружаемых драйверов. Ядро Windows NT реализовано в двух файлах: библиотеке аппаратных абстракций (по сути дела являющееся набором первичных драйверов) и исполнительной системе. Выбором исполнительной системы руководит ключ KERNEL файла boot.ini, поэтому многие ассоциируют ее с ядром, хотя это и не совсем верно, но не будем докапываться до столба, ведь фундамент исполнительной системы – тоже ядро. И это еще далеко не все! Подсистемы окружения (win32, POSIX, OS/2) имеют свои собственные ядра, сосредоточенные в прикладных библиотеках непривилегированного режима третьего кольца, и общаются с ядром Windows NT через специальную «прослойку», реализованную в файле NTDLL.DLL. Ядра подсистем окружения представляют собой сквозные переходники к ядру Windows NT и практически полностью абстрагированы от оборудования. Практически, но не совсем! Некоторая порция системно-зависимого кода присутствует и здесь. Многопроцессорные версии файлов NTDLL.DLL и KERNEL32.DLL для синхронизации потоков используют машинную команду LOCK. В однопроцессорных версиях она теряет смысл и заменяется более быстродействующей командой NOP. Наверняка существуют и другие различия, но я такие специально не искал, поскольку их влияние на производительность системы незначительно.

Из всего этого зоопарка нас в первую очередь будет интересовать ядро исполнительной системы и HAL (рис. 1).

Рисунок 1. Архитектура ядра Windows NT

Типы ядер

Тип выбираемого ядра определяется как архитектурными особенностями конкретной аппаратной платформы, так и личными предпочтениями пользователя системы, обусловленными спецификой решаемых задач. Существует по меньшей мере пять основных критериев классификации ядер:

n  тип платформы (Intel Pentium/Intel Itanium, Compaq SystemPro, AST Manhattan);