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用户空间内核空间

学习 Linux 时,经常可以看到两个词:User space(用户空间)和Kernel space(内核空间)。...简单说,Kernel space 是 Linux 内核的运行空间,User space 是用户程序的运行空间。为了安全,它们是隔离的,即使用户的程序崩溃了,内核也不受影响。...str="my string"// 用户空间 x=x+2 file.write(str)// 切换到内核空间 y=x+4// 切换回用户空间 上面代码中,第一行和第二行都是简单的赋值运算,在User space...第三行需要写入文件,就要切换到Kernel space,因为用户不能直接写文件,必须通过内核安排。第四行又是赋值运算,就切换回User space。...real:程序开始运行到结束的全部时间,这是用户能感知到的时间,包括 CPU 切换去执行其他任务的时间; user:程序在User space执行的时间; sys:程序在Kernel space执行的时间

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linux之用户空间内核空间

linux驱动程序一般工作在内核空间,但也可以工作在用户空间。下面我们详细解析,什么是内核空间,什么是用户空间,以及如何判断他们。...最高的1G字节(虚拟地址0xC0000000到0xFFFFFFFF),供内核使用,称为“内核空间”。...图中可以看出(这里无法表示图),每个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字节虚拟内核空间则为所有进程以及内核所共享。...用户空间模式的驱动一般通过系统调用来完成对硬件的访问,如通过系统调用驱动的io空间映射到用户空间等。因此,主要的判断依据就是系统调用。...所谓的“进程上下文”,可以看作是用户进程传递给内核的这些参数以及内核要保存的那一整套的变量和寄存器值和当时的环境等。 硬件通过触发信号,导致内核调用中断处理程序,进入内核空间

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用户空间内核空间是什么?

简单说,Kernel space 是 Linux 内核的运行空间,User space 是用户程序的运行空间。为了安全,它们是隔离的,即使用户的程序崩溃了,内核也不受影响。...涛声依旧注:虚拟内存被操作系统划分成两块:内核空间用户空间内核空间内核代码运行的地方,用户空间用户程序代码运行的地方。当进程运行在内核空间时就处于内核态,当进程运行在用户空间时就处于用户态。...涛声依旧注:通过系统接口,进程可以用户空间切换到内核空间。...str = "my string" // 用户空间 x = x + 2 file.write(str) // 切换到内核空间 y = x + 4 // 切换回用户空间 上面代码中,第一行和第二行都是简单的赋值运算...real:程序开始运行到结束的全部时间,这是用户能感知到的时间,包括 CPU 切换去执行其他任务的时间。

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Linux 内核空间用户空间实现与分析

具体的实现方式基本都是由操作系统虚拟地址空间划分为两部分,一部分为内核空间,另一部分为用户空间。...为什么需要区分内核空间用户空间 在 CPU 的所有指令中,有些指令是非常危险的,如果错用,导致系统崩溃,比如清内存、设置时钟等。...所以,区分内核空间用户空间本质上是要提高操作系统的稳定性及可用性。 如何用户空间进入内核空间 其实所有的系统资源管理都是在内核空间中完成的。比如读写磁盘文件,分配回收内存,网络接口读写数据等等。...其实就是通过一个特殊的指令让进程用户态进入到内核态(到了内核空间),在内核空间中,CPU 可以执行任何的指令,当然也包括磁盘上读取数据。...简单说就是应用程序把高科技的事情(磁盘读取文件)外包给了系统内核,系统内核做这些事情既专业又高效。 对于一个进程来讲,用户空间进入内核空间并最终返回到用户空间,这个过程是十分复杂的。

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Linux为什么区分内核空间用户空间 ???

为了保护内核的安全,操作系统一般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),实现这个限制的方式就是操作系统总的地址空间分为两个部分,对于Linux操作系统...高位的1G空间(0xC000 0000 - 0xFFFF FFFF)分配给内核,称为内核空间内核程序运行在内核空间,对应的进程就处于内核态(管态)。 2....另外3G空间(0x0000 0000 - 0xBFFF FFFF)分配给用户使用,称为用户空间用户程序运行在用户空间,对应的进程处于用户态(目态)。...Linux操作系统通过区分内核空间用户空间的这种设计,操作系统代码和用户程序代码分开,这样即使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,其它应用程序不也还能运行...现代操作系统基本上都是分内核空间用户空间的做法,来保护操作系统自身的安全性和稳定性,这也是区分内核空间用户空间的本质。 ---- 分享是一种积极的生活态度

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Linux用户空间内核空间通信(Netlink通信机制)

一,什么是Netlink通信机制 Netlink是linux提供的用于内核用户态进程之间的通信方式。但是注意虽然Netlink主要用于用户空间内核空间的通信,但是也能用于用户空间的两个进程通信。...一般来说用户空间内核空间的通信方式有三种:/proc、ioctl、Netlink。而前两种都是单向的,但是Netlink可以实现双工通信。.../组件相关联,如NETLINK_ROUTE用于获取和设置路由与链路信息、NETLINK_KOBJECT_UEVENT用于内核用户空间的udev进程发送通知等。...) ② 用户空间可使用标准的BSD socket接口(但netlink并没有屏蔽掉协议包的构造与解析过程,推荐使用libnl等第三方库) ③ 在内核空间使用专用的内核API接口 ④ 支持多播(因此支持“...前面我们也说过,Netlink不仅可以实现用户-内核空间的通信还可使现实用户空间两个进程之间,或内核空间两个进程之间的通信。该属性为0时一般指内核

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操作系统,为什么需要内核空间用户空间

具体的实现方式基本都是由操作系统虚拟地址空间划分为两部分,一部分为内核空间,另一部分为用户空间。...「所以,区分内核空间用户空间本质上是要提高操作系统的稳定性及可用性。」 如何用户空间进入内核空间 其实所有的系统资源管理都是在内核空间中完成的。...其实就是通过一个特殊的指令让进程用户态进入到内核态(到了内核空间),在内核空间中,CPU 可以执行任何的指令,当然也包括磁盘上读取数据。...简单说就是应用程序把高科技的事情(磁盘读取文件)外包给了系统内核,系统内核做这些事情既专业又高效。 对于一个进程来讲,用户空间进入内核空间并最终返回到用户空间,这个过程是十分复杂的。...实际上我们可以每个处理器在任何指定时间点上的活动概括为下列三者之一: 运行于用户空间,执行用户进程。 运行于内核空间,处于进程上下文,代表某个特定的进程执行。

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用户态和内核态的区别线程切换_用户空间内核空间的区别

由于需要限制不同的程序之间的访问能力, 防止他们获取别的程序的内存数据, 或者获取外围设备的数据, 并发送到网络, CPU划分出两个权限等级 — 用户态和内核态。...用户态与内核态的切换 所有用户程序都是运行在用户态的, 但是有时候程序确实需要做一些内核态的事情, 例如从硬盘读取数据, 或者键盘获取输入等....Linux进程的4GB地址空间,3G-4G部 分大家是共享的,是内核态的地址空间,这里存放在整个内核的代码和所有的内核模块,以及内核所维护的数据。...这样,用户态的程序就不能 随意操作内核地址空间,具有一定的安全保护作用。...外围设备的中断 当外围设备完成用户请求的操作后,会向CPU发出相应的中断信号,这时CPU会暂停执行下一条即将要执行的指令转而去执行与中断信号对应的处理程序,如果先前执行的指令是用户态下的程序,那么这个转换的过程自然也就发生了由用户态到内核态的切换

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【Linux 内核】Linux 内核体系架构 ( 硬件层面 | 内核空间 | 用户空间 | 内核态与用户态切换 | 系统调用 | 体系结构抽象层 )

内核源码已经有两千万行 ; 内核整体的项目很大 , 不可能全部掌握 , 学习时整体的 体系架构出发 , 分析其中的重要模块 , 然后模块联系起来学习 ; Linux 内核体系架构可以按照下图 ,...分为三个层次 : 硬件层面 : 包括 CPU , 物理内存 , 磁盘 , 外部设备 等硬件 ; 内核空间 : 这就是 Linux 内核的核心 , 如 : Arch 抽象层 , 设备管理抽象层 , 内存管理..., 中断管理 , 进程调度 , 文件系统管理 , USB / PCI 总线设备 , 设备驱动 ( 字符设备 / 网络设备 / 块设备 / KVM ) , 系统调用层 ; 用户空间 : C 语言库 ,...应用程序进程 , 虚拟机 等 ; 二、内核态与用户态切换 ( 系统调用层 ) ---- Linux 内核 实现 内核态 和 用户态 , 使用到了 ring0 和 ring3 两种模式 , ring0...x86 架构的处理器 上运行 , 如 PC 机 , 服务器等 ; 实际上 Linux 内核支持很多体系结构 , 为 Linux 内核添加一个新的体系结构很简单 , 体系结构抽象层 用于 不同的体系结构

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【Binder 机制】进程通信 | 用户空间内核空间 | MMU 与虚拟内存地址

是通过 " Binder " 机制 完成的 ; Binder 机制不是内核自带的机制 , 而是 Android 可以动态进行 Binder 注册 , 然后进程间通过 Binder 进行通信 ; 二、用户空间内核空间...---- 系统中的内存分为 2 部分 , 用户空间内核空间 , 内核空间一般是运行操作系统 , 用户空间一般运行应用 ; 操作 内核空间 时的状态称为 " 内核态 " ; 操作 用户空间 时的状态称为...1 个 4 GB 大小的空间 , Linux 系统内核空间占 1 GB , 用户空间 3 GB ; 0 ~ 3 GB 是用户空间地址 , 3 ~ 4 是内核空间地址 ;...Windows 系统内核空间占 2 GB , 用户空间 2 GB ; 虚拟地址的必要性 : 代码编译完成之后 , 地址是分配好的 , 都是 0 地址开始计数的 , 因此如果要保证程序的运行..., 必须保证应用进程的内存 0 开始 ; 这里实际的物理内存地址映射为虚拟内存地址 , 这个虚拟内存地址可以保证每个程序都按照相同的初始地址运行 ; 汇编指令 需要直接操作 虚拟内存地址 ;

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【Linux 内核 内存管理】内存管理架构 ① ( 内存管理架构组成 | 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 | Linux 内核架构层次 | Linux 系统调用接口 )

文章目录 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 ) 二、Linux 内核架构层次 三、Linux 系统调用接口 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU...硬件 ) ---- 内存管理架构 由 3 部分组成 : ① 用户空间 : 在 " 用户空间 " 中 , 使用 malloc 函数 申请 " 堆内存 " , 使用 free 函数 释放 " 堆内存..." ; ② 内核空间 : Linux 内核启动后 , 一直 驻留在内存 中 , 应用程序 不能 读写 内核空间数据 , 不能直接调用 内核源码 中的函数 ; 只能通过 " 系统调用 " 间接调用 内核函数...; ③ 硬件 : 硬件主要是指 处理器 中的 " 内存管理单元 “ , 该 内存管理单元 主要作用是 ” 虚拟内存地址 " 转为 " 物理内存地址 " ; " 内存管理单元 " , 英文名称是 "...⑤ 网络管理 : 内核 调用 网络接口 , 实现 网络管理 ; " 设备管理 " 对用户是透明的 , 用户不直到 Linux 内核是如何管理设备的 , 系统调用接口没有关于 " 设备管理 " 的调用接口

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【Linux 内核 内存管理】虚拟地址空间布局架构 ① ( 虚拟地址空间布局架构 | 用户虚拟地址空间划分 )

文章目录 一、虚拟地址空间布局架构 二、用户虚拟地址空间划分 一、虚拟地址空间布局架构 ---- 在 64 位的 Linux 操作系统中 , " ARM64 架构 " 并 不支持 64 位的虚拟地址..., 最大只支持 48 位的虚拟地址 , 64 位地址太大 , 并不需要那么大的内存空间 ; " ARM64 架构 " 中 , Linux 系统的 " 内核虚拟地址 “ 与 ” 用户虚拟地址 "...是等同的 ; 用户虚拟地址 : 0x 0000 0000 0000 0000 ~ 0x 0000 FFFF FFFF FFFF , 48 位有效地址 ; 内核虚拟地址 : 0x FFFF 0000...0000 0000 ~ 0x FFFF FFFF FFFF FFFF , 48 位有效地址 ; 二、用户虚拟地址空间划分 ---- Linux 操作系统 进程 的 " 用户虚拟空间 " 起始地址...为 0 ; " 用户虚拟空间 " 的大小为 TASK_SIZE , 该值与 处理器 架构 有关 , 不同的处理器 , 定义的 TASK_SIZE 宏不同 ; 32 位处理器 定义的 TASK_SIZE

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Linux启动时间优化-内核用户空间启动优化实践

启动时间的优化,分为两大部分,分别是内核部分和用户空间两大部分。...在紧接着free_initmem()下面,是init进程的启动,作为用户空间的起点。内核的终点和用户空间的起点基本上可以任务无缝衔接。...用户空间的起点是init进程,所以内核空间的终点放在启动init进程之前。 这样就可以清晰看到initcall在整个内核初始化中的位置。...2.4.2 用户空间进程启动分析 下图可以分为5部分: 头信息:包含内核uname信息,内核command line。主要从header中获取。...Linux的启动进入内核那一刻开始,到用户空间达到可用状态。 这个可用状态定义可能不一致,有的是进入shell,有的是弹出登陆框。但只要有一个固定的终点,就有了优化目标。

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内核线程被调度执行的时候需要一个地址空间,这个地址空间哪里来的

内核线程被调度执行时确实需要一个地址空间,但这个地址空间并不是为每个内核线程独立创建的。内核线程运行在操作系统的内核空间中,而不是在用户空间。...以下是内核线程执行时地址空间的来源和管理方式: 地址空间来源 共享内核地址空间: 所有内核线程共享内核地址空间,这包括内核代码段、内核数据段、内核堆、内核栈等。...内核地址空间是整个操作系统的一部分,不是为每个线程独立创建的。每个内核线程在执行时,都使用这个共享的内核地址空间内核栈: 尽管所有内核线程共享内核地址空间,每个内核线程都有自己的内核栈。...对于内核线程,上下文切换还包括切换到相应的内核栈。 使用内核地址空间: 由于所有内核线程共享内核地址空间,调度器无需切换地址空间映射(不像用户态进程需要切换页表)。...整个过程中,内核地址空间(代码段、数据段、堆等)是共享的,唯一需要切换的是内核栈和线程的上下文信息。 总结 内核线程被调度执行时使用的地址空间是整个操作系统的共享内核地址空间

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【Linux 内核 内存管理】内存管理架构 ② ( 用户空间内存管理 | malloc | ptmalloc | 内核空间内存管理 | sys_brk | sys_mmap | sys_munmap)

文章目录 一、用户空间内存管理 ( malloc / free / ptmalloc / jemalloc / tcmalloc ) 二、内核空间内存管理 1、内核内存管理系统调用 ( sys_brk...提供的 brk / mmap 系统调用接口 , 以 " 内存页 “ 为单位 , 申请内存 , 然后申请的内存 分成 ” 内存块 “ 分配给 用户空间 的 ” 应用程序 " 二、内核空间内存管理 --...-- 1、内核内存管理系统调用 ( sys_brk | sys_mmap | sys_munmap ) 在 " 内核空间 " 中 , 调用 Linux 内核中的 sys_brk / sys_mmap /.../ 收缩 堆内存 ; sys_mmap 在 " 内存映射区 " 分配 " 虚拟内存页 " ; sys_munmap 释放 " 虚拟内存页 " ; 上述函数属于 " 虚拟内存管理 “ , 虚拟内存管理 ..." 内存 , 并且某个文件 " 映射 “ 到该申请的内存中 ; 如果 不需要映射文件 到该空间中 , 则该空间就是 ” 匿名空间 " , 可作为 " 堆内存 " 使用 ;

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iOS流布局UICollectionView系列六——布局平面应用到空间

iOS流布局UICollectionView系列六——布局平面应用到空间 一、引言         前面,我们布局由线性的瀑布流布局扩展到了圆环布局,这使我们使用UICollectionView的布局思路大大迈进了一步...,这次,我们玩的更加炫一些,想办法布局应用的空间,你是否还记得,在管理布局的item的具体属性的类UICollectionViewLayoutAttributrs类中,有transform3D这个属性...,通过这个属性的设置,我们真的可以在空间的坐标系中进行布局设计。...二、先来实现一个炫酷的滚轮空间布局         万丈的高楼也是由一砖一瓦堆砌而成,在我们完全模拟系统pickerView前,我们应该先将视图的布局摆放这一问题解决。...对于angle属性,它是每一个item的x轴旋转度数,如果我们所有item的中心都放在一点,通过旋转让它们散开如下图所示: ? 每个item旋转的弧度就是其索引/(2*pi)。

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【Linux 内核 内存管理】虚拟地址空间布局架构 ② ( 用户虚拟地址空间组成 | 内存描述符 mm_struct 结构体源码 )

文章目录 一、用户虚拟地址空间组成 二、内存描述符 mm_struct 结构体源码 一、用户虚拟地址空间组成 ---- " 用户虚拟地址空间 " 包括以下区域 : ① 代码段 ② 数据段 ③ 未初始化数据段...数据段 , 未初始化数据段 ; ⑤ 堆内存 : 通过 malloc brk vmalloc 等函数 申请的 动态分配 的内存 ; ⑥ 栈内存 : 存放 局部变量 和 函数调用栈 ; ⑦ 内存映射区 : ...文件 通过 mmap 函数 映射到 " 虚拟地址空间 " 的 " 内存映射区 " ; ⑧ 环境变量与参数 : 在 栈底 存放着程序运行的 环境变量 与 参数配置 信息 ; 二、内存描述符 mm_struct...结构体源码 ---- 在 Linux 内核中 , 使用 " 内存描述符 " mm_struct 结构体 代表 " 用户虚拟地址内存空间 " , mm_struct 结构体 在 Linux 源码 linux

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用户交互场景出发,欧瑞博MixPad要系统化定义智能居住空间

很难有一款产品能够系统化地为消费者描绘全屋智能家居解决方案,从而改变人们的居住空间。不过,欧瑞博近日推出的新产品MixPad,或许能够另一个角度改变智能家居的生态环境,重新定义“智能居住空间”。...用户使用场景出发,MixPad提供全维度交互模式 MixPad是一款智能墙面面板,外观上由一块3.5寸的720P的高清触摸屏,以及6个实体按键组成;在内部,MixPad双麦克风阵列,支持5米的远场语音交互...和大多数智能家居产品公司不同技术出发的企业特点不同,欧瑞博更擅长用户出发,尤其是用户的使用场景出发。...也正是因为这一原因,MixPad有能力“智能居住空间”这一概念具象化。 (“面板”这一属性的产品在家庭中天生有着更强的存在感) 显然,欧瑞博也早有MixPad作为智能居住空间控制中心的打算。...比如开发商不用再安装可视对讲室内机,Mixpad已经与可视对讲系统打通;当用户选择离家模式时,Mixpad与楼宇系统联动,自动电梯呼叫到用户所在的楼层等等。

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