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Linux中内核空间与用户空间的区别在哪?Linux运维培训

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常见问题

2021年8月4日 17:09

Linux作为近几年来十分热门的操作系统,被广大开发者所使用的,那在Linux后期的学习中,我们会接触到内核空间和用户空间,两者乍看都是空间,那究竟区别在哪?或者说我们什么情况该使用哪种更为合适呢?接下来老男孩教育通过这篇文章为大家介绍一下。

       Linux作为近几年来十分热门的操作系统,被广大开发者所使用的,那在Linux后期的学习中,我们会接触到内核空间和用户空间,两者乍看都是空间,那究竟区别在哪?或者说我们什么情况该使用哪种更为合适呢?接下来老男孩教育通过这篇文章为大家介绍一下。

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       内核空间和用户空间是什么?       

       操作系统的核心是内核,独立于应用程序中,可以访问受保护的空间,也可以访问底层硬件设备的所有权限,为了保证内核的安全,现在的操作系统一般都强制用户不能直接操作内核,具体的实现方式基本是由操作系统将虚拟地址划分为两部分,一部分是内核空间,一部分是用户空间。

       为什么需要区分内核空间和用户空间呢?

       在CPU的所有命令中,有些命令的危险系数是很高的,如果不小心使用错了,可能会导致系统崩溃,如清内存等,如果允许所有的程序都可以使用这些命令,那后果可想而知。

       所以,CPU将指令分为特权指令和非特权指令,对于危险的指令,只允许操作系统及其相关模块使用,普通应用程序只能使用那些不会造成灾难的指令。

       那内核态与用户态又是什么?

       当进程运行在内核空间时就属于内核态,当进程运行在用户空间是就属于用户态。

       在内核态下,进程运行在内核地址空间中,此时CPU可以执行任何指令,运行的代码也不会受到限制,可以自由访问任何有效地址,也可以直接进行端口的访问;

       在用户态下,进程运行在用户地址空间中,被执行的代码要受到CPU的检查,它们只能访问映射其地址空间的页表项中规定的在用户态下可访问页面的虚拟地址,且只能对任务状态段中IO许可位图中规定的可访问端口进行直接访问。

       对于Linux来说,区分内核空间和用户空间的这个设计,隔离了操作系统代码与应用程序代码,尽管操作系统的代码要比应用程序的代码健壮很多,即便是单个应用程序出现错误也不会影响到整个操作系统的稳定性,这样其他程序也可以正常的运行,这里提一嘴,Linux是个多任务系统。

       所以说,区分内核空间和用户空间本质上是要提高操作系统的稳定性及可用性。

       关于“Linux中内核空间与用户空间的区别在哪”介绍到这里就结束了,老男孩Linux课程项目多吗?当然,2021年我校课程全新升级,首创师傅带徒弟式教学,课程包括70+实战项目,课程体系领先同行业机构至少1年。

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