ubuntu切换内核版本 linux内核态和用户态的区别？

linux内核态和用户态的区别？

主要区别在于：代码执行的级别；性能损失来自缓冲区的拷贝。

首先，内核状态和用户状态的堆和栈是不同的，所以寄存器状态切换是不可避免的。实际上，简单地切换寄存器并没有太大的影响，可能会影响CPU，比如指令流水、分支预测等，最大的问题是用户模式程序的系统调用相当于给内核控制，内核甚至会剥夺当前进程执行另一个进程的权利。此时会发生TLB刷新，这对性能有很大的影响。更不用说，整个进程的执行都会停止

用户模式和内核模式内核堆栈：在Linux中，每个进程有两个堆栈，分别用于用户模式和内核模式进程的执行。内核堆栈用于内核模式堆栈，这与进程结构的任务不同，更具体地说是线程结构。信息结构放在一个连续两个页框大小的空间中。现在最好从特权级调度的角度来理解用户模式和内核模式。当程序在3级权限级别上运行时，可以称为在用户模式下运行，因为这是最低权限级别，即普通用户进程的权限级别。用户直接面对的大多数程序都是在用户模式下运行的。相反，当程序在0级特权级别上运行时，可以称为在用户模式下运行，也可以称为在内核状态下运行。虽然在用户模式和内核模式下的程序有很多不同，但最重要的区别是特权级别，即权力级别。在用户模式下运行的程序无法访问操作系统的内核数据结构。当我们在系统中执行一个程序时，大部分时间它都是以用户模式运行的。当它需要操作系统的帮助来完成一些它没有能力完成的工作时，它会切换到内核状态。Linux进程的4GB地址空间，3g-4g部分由每个人共享，即内核状态的地址空间。在这里，存储整个内核和所有内核模块的代码，以及由内核维护的数据。用户运行程序。程序创建的进程开始以用户模式运行。如果要执行文件操作、网络数据发送和其他操作，必须使用write和send等系统调用。这些系统调用将调用内核中的代码来完成操作。此时，您必须切换到ring0，然后在3gb-4gb中输入内核地址空间，在操作完成后执行这些代码，切换回RING3并返回用户模式。这样，用户模式程序就不能随意操作内核地址空间，具有一定的安全保护作用。保护模式通过内存页表操作机制，保证进程间的地址空间不会发生冲突，一个进程的操作不会修改另一个进程地址空间中的数据。在内核模式下，CPU可以执行任何指令，而在用户模式下，CPU只能执行非特权指令。当CPU处于内核状态时，可以随意进入用户状态；当CPU处于用户状态时，只能通过中断进入内核状态。通常，程序在开始时以用户模式运行。当程序需要使用系统资源时，必须调用软中断才能进入内核模式。

在unix/linux系统中，什么是用户态，什么是内核态？

当一个任务（进程）执行系统调用并进入内核代码执行时，我们称该进程为内核运行模式（或称内核模式）。

此时，处理器在具有最高权限级别（级别0）的内核代码中执行。

当进程处于内核状态时，执行的内核代码将使用当前进程的内核堆栈。

每个进程都有自己的内核堆栈。

当一个进程正在执行用户自己的代码时，它被称为处于用户运行状态（用户状态）。

也就是说，处理器在具有最低权限级别（级别3）的用户代码中运行。

当用户程序正在执行并且突然被中断程序中断时，用户程序也可以象征性地说处于进程的内核状态。

因为中断处理程序将使用当前进程的内核堆栈。

这类似于处于内核状态的进程的状态。

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