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問題描述：linux驅動程序一般工作在內核空間，但也可以工作在用戶空間。下面我們將詳細解析，什么是內核空間，什么是用戶空間，以及如何判斷他們。 　　Linux簡化了分段機制，使得虛擬地址與線性地址總是一致，因此，Linux的虛擬地址空間也為0~4G.Linux內核將這4G字節(jié)的空間分為兩部分。將最高的1G字節(jié)(從虛擬地址0xC0000000到0xFFFFFFFF)，供內核使用，稱為"內核空間".而將較低的3G字節(jié)(從虛擬地址 0x00000000到0xBFFFFFFF)，供各個進程使用，稱為"用戶空間)。因為每個進程可以通過系統(tǒng)調用進入內核，因此，Linux內核由系統(tǒng)內的所有進程共享。于是，從具體進程的角度來看，每個進程可以擁有4G字節(jié)的虛擬空間。 　　Linux使用兩級保護機制：0級供內核使用，3級供用戶程序使用。從圖中可以看出(這里無法表示圖)，每個進程有各自的私有用戶空間(0~3G)，這個空間對系統(tǒng)中的其他進程是不可見的。最高的1GB字節(jié)虛擬內核空間則為所有進程以及內核所共享。 　　內核空間中存放的是內核代碼和數(shù)據，而進程的用戶空間中存放的是用戶程序的代碼和數(shù)據。不管是內核空間還是用戶空間，它們都處于虛擬空間中。 　　雖然內核空間占據了每個虛擬空間中的最高1GB字節(jié)，但映射到物理內存卻總是從最低地址(0x00000000)開始。對內核空間來說，其地址映射是很簡單的線性映射，0xC0000000就是物理地址與線性地址之間的位移量，在Linux代碼中就叫做PAGE_OFFSET. 　　內核空間和用戶空間之間如何進行通訊？ 　　內核空間和用戶空間一般通過系統(tǒng)調用進行通信。 　　如何判斷一個驅動是用戶模式驅動還是內核模式驅動？ 判斷的標準是什么？ 　　用戶空間模式的驅動一般通過系統(tǒng)調用來完成對硬件的訪問，如通過系統(tǒng)調用將驅動的io空間映射到用戶空間等。因此，主要的判斷依據就是系統(tǒng)調用。 　　內核空間和用戶空間上不同太多了，說不完，比如用戶態(tài)的鏈表和內核鏈表不一樣;用戶態(tài)用printf,內核態(tài)用printk;用戶態(tài)每個應用程序空間是虛擬的，相對獨立的，內核態(tài)中卻不是獨立的，所以編程要非常小心。等等。 　　還有用戶態(tài)和內核態(tài)程序通訊的方法很多，不單單是系統(tǒng)調用，實際上系統(tǒng)調用是個不好的選擇，因為需要系統(tǒng)調用號，這個需要統(tǒng)一分配。 　　可以通過ioctl、sysfs、proc等來完成。 在進行設備驅動程序，內核功能模塊等系統(tǒng)級開發(fā)時，通常需要在內核和用戶程序之間交換信息。Linux提供了多種方法可以用來完成這些任務。本文總結了各種常用的信息交換方法，并用簡單的例子演示這些方法各自的特點及用法。其中有大家非常熟悉的方法，也有特殊條件下方可使用的手段。通過對比明確這些方法，可以加深我們對Linux內核的認識，更重要的是，可以讓我們更熟練駕御linux內核級的應用開發(fā)技術。 內核空間(kernel-space) VS 用戶空間(user-space) 作為一個Linux開發(fā)者，首先應該清楚內核空間和用戶空間的區(qū)別。關于這個話題，已經有很多相關資料，我們在這里簡單描述如下： 現(xiàn)代的計算機體系結構中存儲管理通常都包含保護機制。提供保護的目的，是要避免系統(tǒng)中的一個任務訪問屬于另外的或屬于操作系統(tǒng)的存儲區(qū)域。如在IntelX86體系中，就提供了特權級這種保護機制，通過特權級別的區(qū)別來限制對存儲區(qū)域的訪問。 基于這種構架，Linux操作系統(tǒng)對自身進行了劃分：一部分核心軟件獨立于普通應用程序，運行在較高的特權級別上，（Lin......

回答(1).Linux 系統(tǒng) 當前進程使用的內存堆�？梢詮膖ask_struct->mm_struct->total_vm中獲得虛擬內存使用總量. . 每個進程都有完全屬于自己的，獨立的，不被干擾的內存空間。此空間，被分成幾個段(Segment),分別是Text, Data, BSS, Heap, Stack。用戶進程內存空間，也是系統(tǒng)內核分配給該進程的VM(虛擬內存)，但并不表示這個進程占用了這么多的RAM(物理內存)。這個空間有多大？命令top輸出的VIRT值告訴了我們各個進程內存空間的大�。ㄟM程內存空間隨著程序的執(zhí)行會增大或者縮�。�。你還可以通過/proc//maps，或者pmap –d 了解某個進程內存空間都分布,比如: #cat /proc/1449/maps … 0012e000-002a4000 r-xp 00000000 08:07 3539877 /lib/i386-linux-gnu/libc-2.13.so 002a4000-002a6000 r--p 00176000 08:07 3539877 /lib/i386-linux-gnu/libc-2.13.so 002a6000-002a7000 rw-p 00178000 08:07 3539877 /lib/i386-linux-gnu/libc-2.13.so 002a7000-002aa000 rw-p 00000000 00:00 0 … 08048000-0875b000 r-xp 00000000 08:07 4072287 /usr/local/mysql/libexec/mysqld 0875b000-0875d000 r--p 00712000 08:07 4072287 /usr/local/mysql/libexec/mysqld 0875d000-087aa000 rw-p 00714000 08:07 4072287 /usr/local/mysql/libexec/mysqld … 當前任務的task_struct中有兩個結構，utime和stime分別描述了當前任務在用戶態(tài)和內核態(tài)所消耗的CPU時間，start_time描述了當前任務的起始運行時間，通過單位換算和計算，就可以獲得當前任務的CPU率了！ . 參考資料: Windows 獲取進程內存占用大小 .

回答(2).我們知道現(xiàn)在操作系統(tǒng)都是采用虛擬存儲器，那么對32位操作系統(tǒng)而言，它的尋址空間（虛擬存儲空間）為4G（2的32次方）。操心系統(tǒng)的核心是內核，獨立于普通的應用程序，可以訪問受保護的內存空間，也有訪問底層硬件設備的所有權限。為了保證用戶進程不能直接操作內核，保證內核的安全，操心系統(tǒng)將虛擬空間劃分為兩部分，一部分為內核空間，一部分為用戶空間。針對linux操作系統(tǒng)而言，將最高的1G字節(jié)（從虛擬地址0xC0000000到0xFFFFFFFF），供內核使用，稱為內核空間，而將較低的3G字節(jié)（從虛擬地址0x00000000到0xBFFFFFFF），供各個進程使用，稱為用戶空間。每個進程可以通過系統(tǒng)調用進入內核，因此，Linux內核由系統(tǒng)內的所有進程共享。于是，從具體進程的角度來看，每個進程可以擁有4G字節(jié)的虛擬空間 需要注意的細節(jié)問題： （1） 內核空間中存放的是內核代碼和數(shù)據，而進程的用戶空間中存放的是用戶程序的代碼和數(shù)據。不管是內核空間還是用戶空間，它們都處于虛擬空間中。 （2） Linux使用兩級保護機制：0級供內核使用，3級供用戶程序使用。 內核態(tài)與用戶態(tài)： （1）當一個任務（進程）執(zhí)行系統(tǒng)調用而陷入內核代碼中執(zhí)行時，稱進程處于內核運行態(tài)（內核態(tài)）。此時處理器處于特權級最高的（0級）內核代碼中執(zhí)行。當進程處于內核態(tài)時，執(zhí)行的內核代碼會使用當前進程的內核棧。每個進程都有自己的內核棧。 （2）當進程在執(zhí)行用戶自己的代碼時，則稱其處于用戶運行態(tài)（用戶態(tài)）。此時處理器在特權級最低的（3級）用戶代碼中運行。當正在執(zhí)行用戶程序而突然被中斷程序中斷時，此時用戶程序也可以象征性地稱為處于進程的內核態(tài)。因為中斷處理程序將使用當前進程的內核棧。

回答(3).PCB（Process Control Block的縮寫)意思為進程控制塊。進程的靜態(tài)描述由三部分組成PCB、有關程序段和該程序段對其進行操作的數(shù)據結構集。在Unix或類Unix系統(tǒng)中，進程是由進程控制塊，進程執(zhí)行的程序，進程執(zhí)行時所用數(shù)據，進程運行使用的工作區(qū)組成。其中進程控制塊是最重要的一部分。進程控制塊是用來描述進程的當前狀態(tài)，本身特性的數(shù)據結構，是進程中組成的最關鍵部分，其中含有描述進程信息和控制信息，是進程的集中特性反映，是操作系統(tǒng)對進程具體進行識別和控制的依據。PCB一般包括：1.程序ID（PID、進程句柄）：它是唯一的，一個進程都必須對應一個PID。PID一般是整型數(shù)字2.特征信息：一般分系統(tǒng)進程、用戶進程、或者內核進程等3.進程狀態(tài)：運行、就緒、阻塞，表示進程現(xiàn)的運行情況4.優(yōu)先級：表示獲得CPU控制權的優(yōu)先級大小5.通信信息：進程之間的通信關系的反映，由于操作系統(tǒng)會提供通信信道6.現(xiàn)場保護區(qū)：保護阻塞的進程用7.資源需求、分配控制信息8.進程實體信息，指明程序路徑和名稱，進程數(shù)據在物理內存還是在交換分區(qū)（分頁）中9.其他信息：工作單位，工作區(qū)，文件信息等

回答(4).課本58頁第三段 用戶級和內核級的區(qū)別樓下補充

回答(5).進程控制塊（PCB，Process Control Block），臺灣譯作行程控制表，亦有譯作任務控制表，是操作系統(tǒng)內核中一種數(shù)據結構，主要表示進程狀態(tài)。 　　雖各實際情況不盡相同，PCB通常記載進程之相關信息，包括： 　　進程狀態(tài)：可以是new、ready、running、waiting或halted等。當新建一個進程時，系統(tǒng)分配資源及PCB給它。而當其完成了特定的任務后，系統(tǒng)收回這個進程所占的資源和取消該進程的PCB就撤消了該進程。程序計數(shù)器：接著要運行的指令地址。CPU寄存器：如累加器、索引寄存器（en:Index register）、堆棧指針以及一般用途寄存器、狀況代碼等，主要用途在于中斷時暫時存儲數(shù)據，以便稍后繼續(xù)利用；其數(shù)量及類因計算機架構有所差異。CPU排班法：優(yōu)先級、排班隊列等指針以及其他參數(shù)。存儲器管理：如標簽頁表（en:Page table）等。會計信息：如CPU與實際時間之使用數(shù)量、時限、帳號、工作或進程號碼。輸入輸出狀態(tài)：配置進程使用I/O設備，如磁帶機�？傃灾�，PCB如其名，內容不脫離各進程相關信息。

回答(6).一般是電源模塊 ，控制模塊， 驅動模塊 ，端口模塊

回答(7).每個進程在內核中都有一個task_struct結構體來維護進程的相關信息，如在Linux內核中稱為進程描述符，在操作系統(tǒng)理論中，稱為PCB。它包含該進程當前打開的所有文件的信息，稱為文件描述符表。在內核中，用files_struct結構體表示，每個表項稱為文件描述符，每個表項都包含一個指向已打開文件的指針。 在用戶程序中，文件描述符指的是文件描述符表的索引（0，1，2，3，·······），用int型變量來保存。

回答(8).簡單理解為：內核空間是內核使用，用戶空間是應用程序使用；除非編譯內核要考慮內核空間，其余情況都可以按照用戶空間處理