在学习Linux时,经常可以看到两个词:Userspace(用户空间)和Kernelspace(内核空间)。那么什么时Linux的内核空间和用户空间?
简单来说,Linux的内核空间和用户空间是指操作系统的两个不同的虚拟地址空间。内核空间是操作系统内核执行时所使用的地址空间,它包含了操作系统内核以及内核驱动程序运行时所需要的内存空间;而用户空间则是用户程序和应用程序执行时所使用的地址空间,它包含了应用程序需要的内存空间。内核空间和用户空间是隔离的,这是为了保证操作系统的稳定性和安全性。用户空间只能访问特定的内存区域,而不能访问操作系统内核的内存。如果用户程序需要执行一些操作系统内核的功能,那么需要通过系统调用将控制权转移到内核空间,由内核来执行相应的操作。总之,Linux的内核空间和用户空间的划分对于操作系统的可靠性和安全性至关重要。
为什么要学习内核空间和用户空间?学习内核空间和用户空间可以帮助理解操作系统的工作原理和运行机制。内核空间是操作系统运行的核心部分,控制计算机的硬件资源和提供服务;用户空间则是指给应用程序运行的一块独立空间,可以在这里运行各种应用程序。学习内核空间和用户空间的原理、通信方式和交互方式可以帮助程序员优化代码和提高应用程序的响应速度和稳定性。
Linux内核空间和用户空间的使用方法:内核空间是操作系统核心的一部分,这部分代码运行在受保护的特权模式下,在此模式下,代码可以执行底层操作并访问系统资源,如硬件和内存。用户空间则是进程运行的区域,其中包括应用程序的代码和数据。在用户空间下运行的进程只能访问受限的系统资源,比如文件。
在Linux中,内核空间和用户空间的划分是由CPU硬件级别决定的。进程可以通过系统调用进入内核空间来访问受保护的系统资源。系统调用是从用户空间进程发起的一种请求,它会触发CPU进入到灰模式下运行内核代码。内核代码运行完毕后,系统调用返回到用户空间,并将结果返回给应用程序。
总体来说,内核空间和用户空间的使用方法是通过系统调用来访问和操作受保护的系统资源。应用程序通常运行在用户空间中,而内核代码则运行在内核空间中,它们通过系统调用进行通信和交互。
对于我们要学习linux内核,linux设备驱动程序呢,笔者推荐了一下几本书,这些都是比较经典的书。
1、《UNIX环境高级编程》(第2版),史蒂文斯著
《UNIX环境高级编程》是Unix/Linux程序员案头必备的一本书籍。可以说,Linux程序员如果没有读过这本书,就好像基督教徒没有读过圣经一样,是很难让人理解的。这本书概括了Linux编程所需的一切理论框架、主要系统函数、多进程编程、乃至Linux网络通信。对于初学者,如果你能将《操作系统》这门课程结合着这本书来学习,试着用Linux程序实践《操作系统》这门书中讲的进程间通信、进程调度、进程同步等内容,相信这将是一个一举两得的事情。
2、《深入理解Linux内核》(第三版),博韦等著
学习Linux,就要学习Linux的精华。而Linux的精华,则在于Linux的内核。《深入理解Linux内核》就是一本辅助学习Linux内核的经典书籍。有的初学者,在没有人指导的情况下,就钻入LinuxKernel代码的海洋中埋头苦学,结果学了半天仍然是一头雾水。当然了,在大师指导下学习就不一样了。本书以最新的Linux2.6版架构为基础,分门别类地向初学者介绍了Linux内核的架构、编程思想、以及功能模块。相信你在本书的指导下学习,对于你读懂Linux操作系统的精华部分,会取得事半功倍的效果。事实上,不少知名公司招聘的题目里面,很多就出自这本书,可见它真的是论述Linux内核的经典书籍。