什么是Linux内核空间与用户空间.docx

什么是Linux内核空间与用户空间
本文以32位系统为例介绍内核空间(ker n el s pa ce)和用户空间(u se r sp ac e)。
内核空间和用户空间
对32位操作系统而言，它的寻址空间（

什么是Linux内核空间与用户空间
本文以32位系统为例介绍内核空间(ker n el s pa ce)和用户空间(u se r sp ac e)。
内核空间和用户空间
对32位操作系统而言，它的寻址空间（虚拟地址空间，或叫线
性地址空间）为4G（2的32次方）。也就是说一个进程的最大地址
空间为4G。
操作系统的核心是内核(ke rn el)，它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
保证内核的安全，现在的操作系统一般都强制用户进程不能直接操作
内核。
具体的实现方式基本都是由操作系统将虚拟地址空间划分为两部分，一部分为内核空间，另一部分为用户空间。针对Li nu x 操作系
统而言，最高的1G 字节(从虚拟地址0x C0000000到0xF F FF FF FF)由内核使用，称为内核空间。而较低的 3G字节(从虚拟地址
0x00000000到0xB F FF FF FF)由各个进程使用，称为用户空间。
对上面这段内容我们可以这样理解：「每个进程的 4G 地址空间中，最高1G 都是一样的，即内核空间。只有剩余的 3G 才归进程自
己使用。」


「换句话说就是，最高1G 的内核空间是被所有进程共享的！」下图描述了每个进程4G 地址空间的分配情况：

为什么需要区分内核空间与用户空间
在CP U 的所有指令中，有些指令是非常危险的，如果错用，将
导致系统崩溃，比如清内存、设置时钟等。如果允许所有的程序都可
以使用这些指令，那么系统崩溃的概率将大大增加。
所以，C PU将指令分为特权指令和非特权指令，对于那些危险的
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。
比如I nt el 的C PU将特权等级分为4个级别：R in g0~Ri n g3。其实 L in ux系统只使用了Ri ng0 和Ri n g3两个运行级别
(W in do ws系统也是一样的)。
本文以32位系统为例介绍内核空间(ker n el s pa ce)和用户空间(u se r sp ac e)。
内核空间和用户空间
对32位操作系统而言，它的寻址空间（虚拟地址空间，或叫线
性地址空间）为4G（2的32次方）。也就是说一个进程的最大地址
空间