Linux用户空间与内核空间交互的几种方式

        对于进程来说，它既有内核空间（与其他进程共享），也有用户空间（进程私有私有）。不

管是内核空间还是用户空间，它们都处于虚拟地址空间。

        内核空间和用户空间交换数据的方式有很多。用户空间发起的有系统调用、proc、虚拟文

件系统等。内核空间主动发起的有get_user/put_user、信号、netlink等。

        Linux应用程序与内核程序交互主要有以下几种通信方式：

（1）系统调用

         Linux系统下，设备即文件，也因此大部分设备驱动程序都实现了标准的系统接口，如：

        ● open()，read()，write()， ioctl()， mmap()

        ● get_user(x，ptr)：在内核中被调用，获取用户空间指定地址的数值并保存到内核变量x中。

        ● put_user(x，ptr)：在内核中被调用，将内核空间变量x的数值保存到到用户空间指定地址处

        ● Copy_from_user() / copy_to_user()：主要应用于设备驱动读写函数中，通过系统调用触发

（2）虚拟文件系统 

        ● proc文件系统 

        ● sysfs文件系统 

        ● debugfs文件系统

        很多内核程序细节，如中断等，都在proc/目录下有所体现，虚拟文件系统提供了一种便捷的

用户空间和内核空间的交互方式；

（3）netlink

（4）内存映像

        mmap共享内存。Linux通过mmap的把内核中特定部分的内存空间映射到用户级程序的内存

空间去，从而提供了用户程序对内存直接访问的能力。该方式尤其适合在那些内核和用户空间需要

快速大量交互数据的情况下。

（5）内核程序使用信号通知应用程序

        信号在内核里的用途主要集中在通知用户程序出现重大错误，强行杀死当前进程，这时内核

通过发送SIGKILL信号通知进程终止。

        信号发送必须要事先知道进程序号（pid），所以要想从内核中通过发信号的方式异步通

知用户进程执行某项任务，那么必须事先知道用户进程的进程号才可以（可以让应用程序通过oictl

函数，把自己的PID主动告诉驱动程序）。而一般内核运行时搜索特定进程的进程号是个费事的工

作，可能要遍历整个进程控制块链表。所以用信号通知特定用户进程的方法很糟糕，一般在内核不

会使用。内核中使用信号的情形只出现在通知当前进程（可以从current变量中方便获得pid）做某

些通用操作，如终止操作等。因此对内核开发者该方法用处不大。类似情况还有消息操作。

（6）从内核空间回调用户程序。

（7）自定义系统调用。

（8）文件