操作系统理论

1 什么是地址空间

  现代操作系统采用虚拟地址空间，一般的32位操作系统，虚拟地址空间为4G（2的32次方）。为了保证内核的安全，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，一部分为用户空间。

  针对Linux系统而言，将最高的1G字节划分供内核使用，称为内核空间。将较低的3G字节，供各个进程使用，称为用户空间，每个进程可以通过系统调用进入内核。因此，linux内核供系统所有进程共享。

需要注意的细节问题：

（1） 内核空间中存放的是内核代码和数据，而用户空间中存放的是用户程序的代码和数据。不管是内核空间还是用户空间，它们都处于虚拟空间中。

（2） Linux使用两级保护机制：0级供内核使用，3级供用户程序使用。

2 内核态与用户态

内核态：当一个任务（进程）执行系统调用而陷入内核代码中执行时，称进程处于内核运行态（内核态）。当进程处于内核态时，执行的内核代码会使用当前进程的内核栈。每个进程都有自己的内核栈。

用户态：当进程在执行用户自己的代码时，则称其处于用户运行态（用户态）。当正在执行用户程序而突然被中断程序中断时，此时用户程序也可以象征性地称为处于进程的内核态。因为中断处理程序将使用当前进程的内核栈。