Der Memory Manager (MMU) übersetzt virtuelle Adressbereiche in reale physikalische Speicherzellen des RAMs. Im Kernelmodus greift die CPU auf geschützte Systemseiten zu.
Windows kombiniert Eigenschaften von monolithischen Kerneln (Geschwindigkeitsvorteil, da Gerätetreiber und Dateisysteme im selben Adressraum wie der Kernel laufen) und Mikrokerneln (Abstraktion über klar definierte Schnittstellen und Subsysteme).
Wenn eine Anwendung eine Aktion anfordert (z.B. Dateizugriff über Win32), nutzt sie die Standard-Subsysteme. Im Falle von WSL 1 (Windows-Subsystem für Linux) werden Linux-Systemaufrufe direkt von einem Kernel-Treiber (lxcore.sys) in Echtzeit in entsprechende NT-Systemaufrufe übersetzt, ohne eine virtuelle Maschine zu starten. Dies demonstriert die enorme Flexibilität des NT-Kernel-Designs.
Der Übergang vom Anwendermodus (Ring 3) in den privilegierten Kernelmodus (Ring 0) erfolgt über spezielle CPU-Instruktionen wie SYSCALL (x64) oder SYSENTER (x86). Dabei wird die Interrupt- und Privilegienebene der CPU umgeschaltet, um unbefugten Speicherzugriff zu verhindern.
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