《深入Linux内核架构》学习笔记1

1.虚拟地址空间

　　CPU的字长决定了可管理的地址空间的最大长度。例如：32位机器可管理2^32即4G的地址空间；64位机器可管理2^64的地址空间；

　　地址空间实际上与物理内存的最大长度无关，每个进程都会使用对应的一个虚拟的地址空间，从0 - 2^32或2^64，称之为虚拟地址空间。

　　所以：

　　　　a. 每个进程都认为只有自己一个进程存在，每个进程都有各自互不干涉的进程地址空间；

　　　　b. 进程的虚拟空间可能大于实际的内存空间；

　　　　c. 用户所看到和接触到的都是该虚拟地址，无法看到实际的物理内存地址；

　　　　d. 虚拟地址可起到保护操作系统的效果，因为用户不能直接访问物理内存；

　　进程通过虚拟地址找到实际物理地址，需要经过 “逻辑地址”--段转换-->"线性地址"--页转换-->"物理地址"。

 

　　虚拟地址空间分为：用户空间和内核空间。用户空间：0--TASK_SIZE；内核空间：TASK_SIZE--2^32或2^64。 linux系统中，用户空间和内核空间比通常为3:1，windows系统默认为2:2。

 

2.进程虚拟地址空间特权

　　linux将虚拟地址空间分为“用户态”和“核心态”。

　　处于“用户态”的进程禁止直接访问内核空间，不可直接对其进行任何读写或代码执行操作。

　　从“用户态”进程想要执行任何影响操作系统的动作，必须借助“系统调用”向内核发出相应指令。内核会检测进程权限，然后执行操作，再返回到用户态。

　　“核心态”的进程（一般指内核）分为：

　　　　①普通内核线程；可以访问虚拟地址空间的用户空间

　　　　②通过中断调用的中断上下文。不可以访问虚拟地址空间的用户空间

　　执行流程：

　　　　① CPU大部分时间在执行用户空间的代码，处于用户态。当执行到系统调用的时候，CPU会进入到核心态，内核将完成请求，此时，内核可以访问虚拟地址空间的用户空间。当系统调用完成时，返回到用户态。

　　　　② CPU也可以通过中断进入核心态，执行中断上下文，但此时不可访问虚拟地址空间的用户空间。

 

 

 

 

参考：

　　1. https://www.cnblogs.com/ralap7/p/9184773.html

　　2. https://blog.csdn.net/tjh_i_can/article/details/80117005