Linux为何分辨内核空间和用户空间?
程序假如要被CPU执行,就得编译成CPU可以执行的指令,一大堆的程序就弄成了一堆的指令。一个操作系统它也是一堆程序组成的,可以想像CPU的指令是好多的,并且如此多的指令中linux 内核 用户空间,有些指令涉及到系统底层的东西,假如有些指令错用或则使用不当是十分危险的,例如清显存、设置时钟、修改用户访问权限、分配系统资源等等,可能造成系统崩溃。
CPU将这种指令进行了分类,分为特权指令和非特权指令,不让所有程序都能使用所有指令,倘若所有程序都能使用,那系统崩溃都会显得十分常见了。
操作系统的核心是内核linux定时关机命令,它是独立于普通的应用程序,负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网路系统,决定着系统的性能和稳定性,所以一定要保证内核的安全。为了保护内核的安全,操作系统通常都限制用户进程不能直接操作内核,在32位操作系统总的地址空间4G(2^32=4GB),实现这个限制的方法就是操作系统将总的地址空间分为两个部份,对于Linux操作系统:《你该晓得你写的程序的显存布局》总之,有1G的内核空间是每位进程共享的,剩下的3G是进程自己使用的。在内核态下,CPU可以执行指令系统的全集,也就是说内核态进程可以调用系统的一切资源,而且特权指令只能在内核态下执行,它不直接提供给用户使用,用户态下只能使用非特权指令,也就是说用户态进程只能执行简单运算,不能直接调用系统资源。这么CPU怎么晓得当前是否可以使用特权指令?Linux操作系统通过分辨内核空间和用户空间的这些设计,将操作系统代码和用户程序代码分开,这样即便在某一个应用程序出错,也不会影响到操作系统,再说,Linux操作系统是多任务系统,其它应用程序不也能够运行。
现代操作系统基本上都是分内核空间和用户空间的做法linux 内核 用户空间,来保护操作系统自身的安全性和稳定性,这也是分辨内核空间和用户空间的本质。
Linux内核:用户空间与内核空间的数据传递方法
Linux采用了段页式储存管理方法,Linux的虚拟地址空间为0~4G,如图1,Linux内核将这4G空间分为两部份,0~3G(0xCxC0000000~0xFFFFFFFF)的部份为用户空间,供用户进程使用,3~4G(0x00000000~0xBFFFFFFF)的部份为内核空间,专门供内核使用[4]。
Linux的内核空间和用户空间是怎样界定的(以32位系统为例)?
一般32位Linux内核地址空间界定0~3G为用户空间,3~4G为内核空间。地址分配如右图所示内核地址空间分布直接映射区:线性空间中从3G开始最大896M的区间,为直接显存映射区,该区域的线性地址和化学地址存在线性转换关系:线性地址=3G+化学地址。
动态显存映射区:该区域由内核函数vmalloc来分配,特征是:线性空间连续,并且对应的数学空间不一定连续。
vmalloc分配的线性地址所对应的数学页可能处于高端显存,也可能处于高档显存。永久显存映射区:该区域可访问高档显存。访问方式是使用alloc_page(_GFP_HIGHMEM)分配高档显存页或则使用kmap函数将分配到的高档显存映射到该区域。固定映射区:该区域和4G的顶端只有4k的隔离带,其每位地址项都服务于特定的用途,如ACPI_BASE等。
为何要界定为用户空间和内核空间
Linux虚拟显存的大小为2^32(在32位的x86机器上),内核将这4G字节的空间分为两部份。最高的1G字节(从虚地址0xCxC0000000到0xFFFFFFFF)供内核使用,称为“内核空间”。
而较低的3G字节(从虚地址0x00000000到0xBFFFFFFF),供各个进程使用,称为“用户空间”。
由于每位进程可以通过系统调用步入内核,因而,Linux内核空间由系统内的所有进程共享。于是,从具体进程的角度来看,每位进程可以拥有4G字节的虚拟地址空间(也叫虚拟显存).每位进程有各自的私有用户空间(0~3G),这个空间对系统中的其他进程是不可见的。最高的1GB内核空间则为所有进程以及内核所共享。另外,进程的“用户空间”也叫“地址空间”,在前面的表述中,我们对这两个术语不再分辨。
用户空间不是进程共享的,而是进程隔离的。每位进程最大都可以有3GB的用户空间。一个进程对其中一个地址的访问,与其它进程对于同一地址的访问绝不冲突。
例如,一个进程从其用户空间的地址0xx12341234ABCD处可以读出整数8adobe air linux,而另外一个进程从其用户空间的地址0xx12341234ABCD处可以读出整数20,这取决于进程自身的逻辑。因而Linux对用户空间与内核空间的界定起到了一定程度上的冲突防止。
linux下通过shmget创建的共享显存,是属于用户空间还是内核空间?
属于用户空间.shmat后返回的地址空间属于用户空间,不同进程可以将同一化学显存区域映射到各自的用户空间中。该空间可以随便读写。
note:一个小屁进程,在用户态时,是没有权限操作内核空间的。
虚拟地址空间=用户空间+内核空间。
在linux中,用户空间和内核空间交互数据的方式有什么
会考的,直接调试看进程页表可以看见。并且不晓得在那里搞的,没有看过。
vmalloc分配地址空间时,页表仅仅更新到主内核页表的。
所以,内核访问这个vmalloc合法地址可能会造成缺页异常,之后通过这些lazy模式更新进程内核部分页表的。