进程操作是内核空间还是用户空间

进程操作是内核空间还是用户空间

Linux将4G的地址划分为用户空间和内核空间两部分。在Linux内核的低版本中（2.0.X），通常0-3G为用户空间，3G-4G为内核空间。这个分界点是可以可以改动的。 正是这个分界点的存在，限制了Linux可用的最大内存为2G.而且要通过重编内核，调整这个分界点才能达到。实际上还可以有更好的方法来解决这个问题。由于内核空间与用户空间互不重合，所以可以用段机制提供的保护功能来保护内核级代码。 2.2.X版的内核对此进行了改动。这样内核空间扩张到了4G。从表面上看内核的基地址变为了0，但实际上，内核通常仍在虚址3G以上。 用户空间在2.2.X中从直观上变为0-4G，让人迷惑，不是可以直接访问内核了？ 其实不然，同过使用页机制提供的保护，阻止了用户程序访问内核空间。

我们知道现在操作系统都是采用虚拟存储器，那么对32位操作系统而言，它的寻址空间（虚拟存储空间）为4g（2的32次方）。操心系统的核心是内核，独立于普通的应用程序，可以访问受保护的内存空间，也有访问底层硬件设备的所有权限。为了保证用户进程不能直接操作内核，保证内核的安全，操心系统将虚拟空间划分为两部分，一部分为内核空间，一部分为用户空间。针对linux操作系统而言，将最高的1g字节（从虚拟地址0xc0000000到0xffffffff），供内核使用，称为内核空间，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。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 需要注意的细节问题： （1） 内核空间中存放的是内核代码和数据，而进程的用户空间中存放的是用户程序的代码和数据。不管是内核空间还是用户空间，它们都处于虚拟空间中。 （2） 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。 内核态与用户态： （1）当一个任务（进程）执行系统调用而陷入内核代码中执行时，称进程处于内核运行态（内核态）。此时处理器处于特权级最高的（0级）内核代码中执行。当进程处于内核态时，执行的内核代码会使用当前进程的内核栈。每个进程都有自己的内核栈。 （2）当进程在执行用户自己的代码时，则称其处于用户运行态（用户态）。此时处理器在特权级最低的（3级）用户代码中运行。当正在执行用户程序而突然被中断程序中断时，此时用户程序也可以象征性地称为处于进程的内核态。因为中断处理程序将使用当前进程的内核栈。

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