ubuntu切換內(nèi)核版本 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(shí)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(shí)際上,簡單地切換寄存器并沒有太大的影響,可能會影響CPU,比如指令流水、分支預(yù)測等,最大的問題是用戶模式程序的系統(tǒng)調(diào)用相當(dāng)于給內(nèi)核控制,內(nèi)核甚至?xí)儕Z當(dāng)前進(jìn)程執(zhí)行另一個進(jìn)程的權(quán)利。此時會發(fā)生TLB刷新,這對性能有很大的影響。更不用說,整個進(jìn)程的執(zhí)行都會停止
用戶模式和內(nèi)核模式內(nèi)核堆棧:在Linux中,每個進(jìn)程有兩個堆棧,分別用于用戶模式和內(nèi)核模式進(jìn)程的執(zhí)行。內(nèi)核堆棧用于內(nèi)核模式堆棧,這與進(jìn)程結(jié)構(gòu)的任務(wù)不同,更具體地說是線程結(jié)構(gòu)。信息結(jié)構(gòu)放在一個連續(xù)兩個頁框大小的空間中?,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(yùn)行時,可以稱為在用戶模式下運(yùn)行,因?yàn)檫@是最低權(quán)限級別,即普通用戶進(jìn)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(yùn)行的。相反,當(dāng)程序在0級特權(quán)級別上運(yùn)行時,可以稱為在用戶模式下運(yùn)行,也可以稱為在內(nèi)核狀態(tài)下運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(jìn)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(hù)的數(shù)據(jù)。用戶運(yùn)行程序。程序創(chuàng)建的進(jìn)程開始以用戶模式運(yùn)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(hù)作用。保護(hù)模式通過內(nèi)存頁表操作機(jī)制,保證進(jìn)程間的地址空間不會發(fā)生沖突,一個進(jìn)程的操作不會修改另一個進(jìn)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(jìn)入用戶狀態(tài);當(dāng)CPU處于用戶狀態(tài)時,只能通過中斷進(jìn)入內(nèi)核狀態(tài)。通常,程序在開始時以用戶模式運(yùn)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(jìn)入內(nèi)核模式。
在unix/linux系統(tǒng)中,什么是用戶態(tài),什么是內(nèi)核態(tài)?
當(dāng)一個任務(wù)(進(jìn)程)執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用并進(jìn)入內(nèi)核代碼執(zhí)行時,我們稱該進(jìn)程為內(nèi)核運(yùn)行模式(或稱內(nèi)核模式)。
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(jìn)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(jìn)程的內(nèi)核堆棧。
每個進(jìn)程都有自己的內(nèi)核堆棧。
當(dāng)一個進(jìn)程正在執(zhí)行用戶自己的代碼時,它被稱為處于用戶運(yùn)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(yùn)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(jìn)程的內(nèi)核狀態(tài)。
因?yàn)橹袛嗵幚沓绦驅(qū)⑹褂卯?dāng)前進(jìn)程的內(nèi)核堆棧。
這類似于處于內(nèi)核狀態(tài)的進(jìn)程的狀態(tài)。