linux内核空间与用户空间信息交互方法
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内核空间与用户空间信息交互方法
本文作者
：
康华
：计算机硕士，主要从事Linux
操作系统内核、Linux
技术标准、计算机安全、软件测试等领域的研究与开发工作，现
就职于
信息产业部软件与集成电路促进中心所属的MII-HP Linux
软件实验室。如果需要可以联系通过
kanghua151@msn.com
联系他。
摘要
：在进行设备驱动程序，内核功能模块等系统级开发时，通常需要在内核和用户程序之间交换信息。Linux
提供了多种方法可以用来完成这些任务。本文总结了各种常用的信息交换方法，并用简单的例子演示这些方法各自的特点及用法。其中有大家非常熟悉的方法，也有特殊条件下方可使用的手段。通过对比明确这些方法，可以加深我们对Linux
内核的认识，更重要的是，可以让我们更熟练驾御linux
内核级的应用开发技术。
内核空间
(kernel-space) VS
用户空间
(user-space)
作为一个Linux
开发者，首先应该清楚内核空间和用户空间的区别。关于这个话题，已经有很多相关资料，我们在这里简单描述如下：
现代的计算机体系结构中存储管理通常都包含保护机制。提供保护的目的，是要避免系统中的一个任务访问属于另外的或属于操作系统的存储区域。如在IntelX86
体系中，就提供了特权级这种保护机制，通过特权级别的区别来限制对存储区域的访问。 基于这种构架，Linux
操作系统对自身进行了划分：一部分核心软件独立于普通应用程序，运行在较高的特权级别上，（Linux
使用Intel
体系的特权级3
来运行内核。）它们驻留在被保护的内存空间上，拥有访问硬件设备的所有权限，Linux
将此称为内核空间。
相对的，其它部分被作为应用程序在用户空间执行。它们只能看到允许它们使用的部分系统资源，并且不能使用某些特定的系统功能，不能直接访问硬件，不能直接访问内核空间，当然还有其他一些具体的使用限制。（Linux
使用Intel
体系的特权级0
来运行用户程序。）
从安全角度讲将用户空间和内核空间置于这种非对
称访问机制下是很有效的，它能抵御恶意用户的窥探，也能防止质量低劣的用户程序的侵害，从而使系统运行得更稳定可靠。但是，如果像这样完全不允许用户程序
访问和使用内核空间的资源，那么我们的系统就无法提供任何有意义的功能了。为了方便用户程序使用在内核空间才能完全控制的资源，而又不违反上述的特权规
定，从硬件体系结构本身到操作系统，都定义了标准的访问界面。关于X86
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