內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)的定義 linux內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)的區(qū)別?
linux內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)的區(qū)別?主要區(qū)別在于:代碼執(zhí)行的級別;性能損失來自緩沖區(qū)的拷貝。首先,內(nèi)核狀態(tài)和用戶狀態(tài)的堆和棧是不同的,所以寄存器狀態(tài)切換是不可避免的。實際上,簡單地切換寄存器并沒有太大的影
linux內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)的區(qū)別?
主要區(qū)別在于:代碼執(zhí)行的級別;性能損失來自緩沖區(qū)的拷貝。
首先,內(nèi)核狀態(tài)和用戶狀態(tài)的堆和棧是不同的,所以寄存器狀態(tài)切換是不可避免的。實際上,簡單地切換寄存器并沒有太大的影響,可能會影響CPU最大的問題是,當(dāng)系統(tǒng)調(diào)用發(fā)生在用戶模式的程序中時,就相當(dāng)于把控制權(quán)交給了內(nèi)核。內(nèi)核甚至可以剝奪當(dāng)前進程的執(zhí)行權(quán)來執(zhí)行另一個進程,當(dāng)一個任務(wù)(進程)執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用并卡在內(nèi)核代碼中執(zhí)行時,就會出現(xiàn)TLB,我們稱該進程為內(nèi)核運行狀態(tài)(簡稱內(nèi)核狀態(tài))。
此時,處理器在具有最高權(quán)限級別(級別0)的內(nèi)核代碼中執(zhí)行。
當(dāng)進程處于內(nèi)核狀態(tài)時,執(zhí)行的內(nèi)核代碼將使用當(dāng)前進程的內(nèi)核堆棧。
每個進程都有自己的內(nèi)核堆棧。
當(dāng)一個進程正在執(zhí)行用戶自己的代碼時,它被稱為處于用戶運行狀態(tài)(用戶狀態(tài))。
也就是說,處理器在具有最低權(quán)限級別(級別3)的用戶代碼中運行。
當(dāng)用戶程序正在執(zhí)行并且突然被中斷程序中斷時,用戶程序也可以象征性地說處于進程的內(nèi)核狀態(tài)。
因為中斷處理程序?qū)⑹褂卯?dāng)前進程的內(nèi)核堆棧。
這類似于處于內(nèi)核狀態(tài)的進程的狀態(tài)。
linux中的內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)的區(qū)別,該如何解決?
用戶模式和內(nèi)核模式內(nèi)核堆棧:在Linux中,每個進程有兩個堆棧,分別用于用戶模式和內(nèi)核模式進程執(zhí)行。內(nèi)核堆棧用于內(nèi)核模式堆棧,它與進程結(jié)構(gòu)的任務(wù)有關(guān),更具體地說是線程結(jié)構(gòu)。信息結(jié)構(gòu)放在兩個連續(xù)頁框大小的空間中?,F(xiàn)在最好從特權(quán)級調(diào)度的角度來理解用戶模式和內(nèi)核模式。當(dāng)程序在3級權(quán)限級別上運行時,可以稱為在用戶模式下運行,因為這是最低權(quán)限級別,即普通用戶進程的權(quán)限級別。用戶直接面對的大多數(shù)程序都是在用戶模式下運行的。相反,當(dāng)程序在0級特權(quán)級別上運行時,可以稱為在用戶模式下運行,也可以稱為在內(nèi)核狀態(tài)下運行。雖然在用戶模式和內(nèi)核模式下的程序有很多不同,但最重要的區(qū)別是特權(quán)級別,即權(quán)力級別。在用戶模式下運行的程序無法訪問操作系統(tǒng)的內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。當(dāng)我們在系統(tǒng)中執(zhí)行一個程序時,大部分時間它都是以用戶模式運行的。當(dāng)它需要操作系統(tǒng)的幫助來完成一些它沒有能力完成的工作時,它會切換到內(nèi)核狀態(tài)。Linux進程的4GB地址空間,3g-4g部分由每個人共享,即內(nèi)核狀態(tài)的地址空間。在這里,存儲整個內(nèi)核和所有內(nèi)核模塊的代碼,以及由內(nèi)核維護的數(shù)據(jù)。用戶運行程序。程序創(chuàng)建的進程開始以用戶模式運行。如果要執(zhí)行文件操作、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送和其他操作,必須使用write和send等系統(tǒng)調(diào)用。這些系統(tǒng)調(diào)用將調(diào)用內(nèi)核中的代碼來完成操作。此時,您必須切換到ring0,然后在3gb-4gb中輸入內(nèi)核地址空間,在操作完成后執(zhí)行這些代碼,切換回RING3并返回用戶模式。這樣,用戶模式程序就不能隨意操作內(nèi)核地址空間,具有一定的安全保護作用。保護模式通過內(nèi)存頁表操作機制,保證進程間的地址空間不會發(fā)生沖突,一個進程的操作不會修改另一個進程地址空間中的數(shù)據(jù)。在內(nèi)核模式下,CPU可以執(zhí)行任何指令,而在用戶模式下,CPU只能執(zhí)行非特權(quán)指令。當(dāng)CPU處于內(nèi)核狀態(tài)時,可以隨意進入用戶狀態(tài);當(dāng)CPU處于用戶狀態(tài)時,只能通過中斷進入內(nèi)核狀態(tài)。通常,程序在開始時以用戶模式運行。當(dāng)程序需要使用系統(tǒng)資源時,必須調(diào)用軟中斷才能進入內(nèi)核模式