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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。下面我们将详细解析,什么是内核空间,什么是用户空间,以及如何判断他们。...Linux简化了分段机制,使得虚拟地址与线性地址总是一致,因此,Linux的虚拟地址空间也为0~4G。Linux内核将这4G字节的空间分为两部分。...而将较低的3G字节(从虚拟地址 0x00000000到0xBFFFFFFF),供各个进程使用,称为“用户空间)。因为每个进程可以通过系统调用进入内核,因此,Linux内核由系统内的所有进程共享。...于是,从具体进程的角度来看,每个进程可以拥有4G字节的虚拟空间Linux使用两级保护机制:0级供内核使用,3级供用户程序使用。...对内核空间来说,其地址映射是很简单的线性映射,0xC0000000就是物理地址与线性地址之间的位移量,在Linux代码中就叫做PAGE_OFFSET。 内核空间和用户空间之间如何进行通讯?

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linux缺页异常处理--内核空间

尽管每个进程独立拥有3GB的可访问地址空间,但是这些资源都是内核开出的空头支票,也就是说进程手握着和自己相关的一个个虚拟内存区域(vma),但是这些虚拟内存区域并不会在创建的时候就和物理页框挂钩,由于程序的局部性原理...,程序在一定时间内所访问的内存往往是有限的,因此内核只会在进程确确实实需要访问物理内存时才会将相应的虚拟内存区域与物理内存进行关联(为相应的地址分配页表项,并将页表项映射到物理内存),也就是说这种缺页异常是正常的...,而第一种缺页异常是不正常的,内核要采取各种可行的手段将这种异常带来的破坏减到最小。...缺页异常的处理函数为do_page_fault(),该函数是和体系结构相关的一个函数,缺页异常的来源可分为两种,一种是内核空间(访问了线性地址空间的第4个GB),一种是用户空间(访问了线性地址空间的0~...3GB),以X86架构为例,先来看内核空间异常的处理。

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Linux 内核空间与用户空间实现与分析

针对 Linux 操作系统而言,最高的 1G 字节(从虚拟地址 0xC0000000 到 0xFFFFFFFF)由内核使用,称为内核空间。...对于 Linux 来说,通过区分内核空间和用户空间的设计,隔离了操作系统代码(操作系统的代码要比应用程序的代码健壮很多)与应用程序代码。...所以说,Linux 中每个进程有两个栈,分别用于用户态和内核态。 下图简明的描述了用户态与内核态之间的转换: ?...整体结构 接下来我们从内核空间和用户空间的角度看一看整个 Linux 系统的结构。它大体可以分为三个部分,从下往上依次为:硬件 -> 内核空间 -> 用户空间。如下图所示(此图来自互联网): ?...其实,不光是 Linux,Windows 操作系统的设计也是大同小异。 总结 现代的操作系统大都通过内核空间和用户空间的设计来保护操作系统自身的安全性和稳定性。

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Linux为什么区分内核空间和用户空间 ???

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将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....引用之前写的一篇文章(你该知道你写的程序的内存布局)的图 总之,有1G的内核空间是每个进程共享的,剩下的3G是进程自己使用的。...Linux操作系统通过区分内核空间和用户空间的这种设计,将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和用户空间的做法,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和用户空间的本质。 ---- 分享是一种积极的生活态度

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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..." ; 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...内核架构层次 ---- 整个操作系统 由 应用层 , Library Routine , 内核 , 硬件 组成 ; 层次架构如下 : Linux 内核 需要 " 管理硬件 " , 如 : CPU 处理器...系统调用接口 ---- " 系统调用 " 接口 , 可以调用 " " Linux 内核 " 中的如下功能 : ① 进程调度 : 内核 调用 CPU 处理器 实现 进程调度 ; ② 内存管理 : 内核...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提供的用于内核和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。...) 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。...六:内核态程序 范例一 #include #include #include #include <linux

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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 )

文章目录 一、Linux 内核体系架构 二、内核态与用户态切换 ( 系统调用层 ) 三、体系结构抽象层 一、Linux 内核体系架构 ---- Linux 内核最初的源码不足一万行 , 当前的 Linux...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 ,..., 只需要 调用系统提供的 系统调用 接口 , 即可访问内核 ; 三、体系结构抽象层 ---- Linux 内核 支持多种体系结构 , Linux 系统可以运行在 arm 架构的处理器设备 上 ,...如 Android ; 也可以运行在 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

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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。...参考链接:https://drawings.jvns.ca/userspace/ https://www.lifewire.com/linux-top-command-2201163

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用户空间内核空间是什么?

来源:阮一峰的网络日志 | 作者:阮一峰 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。...涛声依旧注:虚拟内存被操作系统划分成两块:内核空间和用户空间内核空间内核代码运行的地方,用户空间是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,进程可以从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

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Linux 内核中,多线程栈空间模型是怎样的?

这是进程内存空间分配/使用的基本功问题,和线程没多大关系。...如果维护调用链(以及执行现场)的任务全部放在用户空间,不让操作系统知道,这就叫“用户态线程”。 反之,如果操作系统自己提供了开辟新线程以及维护它的调用链的一整套方法,这就叫“内核态线程”。...但在内存空间使用上,两者并无根本区别:它们都是另外申请了一块空间用作堆栈,然后像传统的单线程程序一样,用这个堆栈维护调用链(以及局部变量等信息)。...换句话说,操作系统认为,诸如动态申请内存、内核对象等各种资源,哪怕是在某个线程里面申请的,它的所有权仍然属于进程所有——所以,线程退出除了会清理调用链信息外,并不释放其他资源;而进程退出就会自动归还它申请的各种资源

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Linux 内核Linux 内核源码结构 ( 下载 Linux 内核源码 | 使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 )

文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...参考 【错误记录】解压 Linux 内核报错 ( Can not create symbolic link : 客户端没有所需的特权 | Windows 中配置 7z 命令行执行解压操作 ) 博客 ;...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用

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Linux 内核Linux 内核源码结构 ( 下载 Linux 内核源码 | 使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 )

文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用...按钮 , 此时就可以在 VSCode 中阅读 Linux 内核源码 ;

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Linux 内核 内存管理】虚拟地址空间布局架构 ⑤ ( Linux 内核中对 “ 虚拟地址空间 “ 的描述 | task_struct 结构体源码 )

文章目录 一、Linux 内核中对 " 虚拟地址空间 " 的描述 二、task_struct 结构体源码 一、Linux 内核中对 " 虚拟地址空间 " 的描述 ---- 进程 的 " 虚拟地址空间 "...内核源码的 linux-4.12\include\linux\sched.h#483 位置 ; task_struct 中的 mm active_mm 是 描述 " 整个虚拟空间 " mm_struct...类型的结构体 ; struct mm_struct *mm; struct mm_struct *active_mm; mm_struct 进程描述符 参考如下博客 : 【Linux 内核】...字段 | stack 字段 | pid 字段 | tgid 字段 | pid_links 字段 ) 【Linux 内核】进程管理 task_struct 结构体 ③ ( real_parent 字段...| cpus_ptr 字段 | mm、active_mm 字段 | fs 字段 ) 【Linux 内核】进程管理 task_struct 结构体 ⑤ ( files 字段 | nsproxy 字段 |

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linux内核编程_linux内核是什么

Linux 的每个进程享有4GB的内存空间,0~3GB属于用户空间,3~4GB属于内核空间 虚拟文件系统有什么作用?...为什么要划分内核空间和用户空间内核可进行任何操作,而应用程序则被禁止对硬件的直接访问和对内存的未授权访问。划分内核空间和用户空间用来区分程序执行的这两种不同状态,它们使用不同的地址空间。...如何实现从用户空间内核空间的控制转移? 只能通过系统调用和硬件中断完成 Linux内核的编译及加载 内核的配置系统由哪既部分组成?...记录哪些部分被编译入内核、哪些部分被编译为内核模块。 在Linux 内核中增加程序需要完成哪些工作? 将编写的源代码复制到Linux 内核源代码的相应目录。...次引导加载程序加载Linux内核和可选的初始RAM 磁盘,将控制权交给Linux内核源代码。 运行被加载的内核,并启动用户空间应用程序。

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Linux启动时间优化-内核和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,所以将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的启动从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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LINUX内核

一、Linux内核2.6特点: 1.新的调度器 2.内核抢占 3.改进线程模型 4.虚拟内存 5.文件系统 6.音频:音频体系结构ALSA.支持USB音频和MIDI设备,并支持全双工重放功能。...二、LINUX内核的组成 1.LINUX内核源代码目录结构 1)arch:包含和硬件体系结构相关的代码,每种平台占一个相应的目录。如i386,arm,powerpc,mips等。...模块 16)sound:ALSA,OSS音频中设备的核心代码和常用设备驱动 17)usr:实现了用于打包和压缩的CPIO等 2.LINUX内核组成部分 2.1 LINUX主要用进程调度,虚拟文件系统,...B.进程间通信和内存管理之间的关系,进程间通信子系统依赖于内存管理支持共享内存通信机制,这种机制除了允许两个进程拥有自己的私有空间外,还允许存取共享内存区域。...3.Linux内核空间与用户空间 Linux只能通过系统调用和硬件中断来完成用户空间内核空间的控制转移

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Linux 内核】编译 Linux 内核 ② ( 解压内核源码 | 查询当前 Linux 内核版本号 | 进入并查看 linux 内核源码目录 )

文章目录 一、解压内核源码 二、查询当前 Linux 内核版本号 三、进入并查看 linux 内核源码目录 一、解压内核源码 ---- 将 下载的 Linux 内核源码 linux-5.6.14.tar.gz...拷贝到 Ubuntu 虚拟机中 , 执行 tar xvf linux-5.6.14.tar.gz 命令 , 解压 Linux 内核源码 ; 解压完毕后 , linux-5.6.14 目录中就是解压后的...Linux 内核源码 ; 二、查询当前 Linux 内核版本号 ---- 执行 uname -a 命令 , 查询当前 Ubuntu 系统的 Linux 内核版本号 , 执行过程如下 : root@ubuntu...x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux root@ubuntu:~/kernel# root@ubuntu:~/kernel# 当前的内核版本号是 4.13.0 ; 三...、进入并查看 linux 内核源码目录 ---- 进入之前解压的 linux-5.6.14 内核源码目录 ; root@ubuntu:~/kernel# ls linux-5.6.14 linux-5.6.14

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