Linux_系统内核空间与用户空间通信的实现与分析
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2011-06-05
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Linux
系统内核空间与用户空间通信的实现与分析
级别： 初级
陈
鑫
(chen.shin@hotmail.com
),
自由软件爱好者
,
南京邮电学院电子工程系
2004
年
7
月
01
日
多数的
Linux
内核态程序都需要和用户空间的进程交换数据，但
Linux
内核态无法对传统的
Linux
进
方法提供足够的支持。本文总结并比较了几种内核态与用户态进程通信的实现方法，并推荐使用
ne
环境与用户态进程通信。
1 引言
Linux
是一个源码开放的操作系统，无论是普通用户还是企业用户都可以编写自己的内核代码，再
加
从而制作出适合自己的操作系统。目前有很多中低端用户使用的网络设备的操作系统是从标准
Linu
x
说明了有越来越多的人正在加入到
Linux
内核开发团体中。
一个或多个内核模块的实现并不能满足一般
Linux
系统软件的需要，因为内核的局限性太大，如不
能
能做大延时的处理等等。当我们需要做这些的时候，就需要将在内核态采集到的数据传送到用户态
的
进行处理。这样，内核态与用户空间进程通信的方法就显得尤为重要。在
Linux
的内核发行版本中
没
的详细介绍，也没有其他文章对此进行总结，所以本文将列举几种内核态与用户态进程通信的方法
并
现和适用环境。
2 Linux
内核模块的运行环境与传统进程间通信
在一台运行
Linux
的计算机中，
CPU
在任何时候只会有如下四种状态：
【
1
】 在处理一个硬中断。
【
2
】 在处理一个软中断，如
softirq
、
tasklet
和
bh
。
【
3
】 运行于内核态，但有进程上下文，即与一个进程相关。
【
4
】 运行一个用户态进程。
其中，【
1
】、【
2
】和【
3
】是运行于内核空间的，而【
4
】是在用户空间。其中除了【
4
】，其他
状
的状态抢占。比如，软中断只可以被硬中断抢占。
Linux
内核模块是一段可以动态在内核装载和卸载的代码，装载进内核的代码便立即在内核中工作
起
的运行环境有三种：用户上下文环境、硬中断环境和软中断环境。但三种环境的局限性分两种，因
为
中断环境的延续。比较如表【
1
】。
表【
1
】
Linux
传统的进程间通信有很多，如各类管道、消息队列、内存共享、信号量等等。但它们都无法
介
内核态环
境
介绍 局限性
用户上下
文
内核态代码的运行与一用户空间进程相关，如系统
调用中代码的运行环境。
不可直接将本地变量传递给用户态
的
区，因为内核态和用户态的内存映
射
同。
硬中断和
软中断环
境
硬中断或软中断过程中代码的运行环境，如
IP
数
据报的接收代码的运行环境，网络设备的驱动程序
等。
不可直接向用户态内存区传递数据；
代码在运行过程中不可阻塞。
页码，1/8Linux 系统内核空间与用户空间通信的实现与分析
2009-5-13http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-netlink/
资源评论
napoleaon2342014-04-02好不错，看了很受益
butter0000
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