Linux 驱动常见面试及答案

简单介绍：

好久没有面试了，面试之前还是要准备一下的，尤其是对工程师来说，很纠结，不管怎么说，好好准备还是很有必要的。把网上的信息整理一下。

1. linux中内核空间及用户空间的区别？用户空间与内核通信方式有哪些？

答案：

Linux简化了分段机制，使得虚拟地址与线性地址总是一致，因此，Linux的虚拟地址空间也为0~4G.Linux内核将这4G字节的空间分为两部分。将最高的1G字节(从虚拟地址0xC0000000到0xFFFFFFFF)，供内核使用，称为"内核空间".而将较低的3G字节(从虚拟地址 0x00000000到0xBFFFFFFF)，供各个进程使用，称为"用户空间)。因为每个进程可以通过系统调用进入内核，因此，Linux内核由系统内的所有进程共享。于是，从具体进程的角度来看，每个进程可以拥有4G字节的虚拟空间。

　　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。从图中可以看出(这里无法表示图)，每个进程有各自的私有用户空间(0~3G)，这个空间对系统中的其他进程是不可见的。最高的1GB字节虚拟内核空间则为所有进程以及内核所共享。

内核空间和用户空间上不同太多了，说不完，比如用户态的链表和内核链表不一样;用户态用printf,内核态用printk;用户态每个应用程序空间是虚拟的，相对独立的，内核态中却不是独立的，所以编程要非常小心。等等。

　还有用户态和内核态程序通讯的方法很多，不单单是系统调用，实际上系统调用是个不好的选择，因为需要系统调用号，这个需要统一分配。

　可以通过ioctl、sysfs、proc等来完成。

传统的实现方法：

通信方法	无法介于内核态与用户态的原因
管道（不包括命名管道）	局限于父子进程间的通信。
消息队列	在硬、软中断中无法无阻塞地接收数据。
信号量	无法介于内核态和用户态使用。
内存共享	需要信号量辅助，而信号量又无法使用。
套接字	在硬、软中断中无法无阻塞地接收数据。

别人总结的用户空间和内和空间 通信方式：具体链接如下：

https://www.cnblogs.com/dchipnau/p/5043591.html

1.使用API：这是最常使用的一种方式了

A.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。

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

C.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.使用proc文件系统：和sysfs文件系统类似，也可以作为内核空间和用户空间交互的手段。

/proc 文件系统是一种虚拟文件系统，通过他可以作为一种linux内核空间和用户空间的。与普通文件不同，这里的虚拟文件的内容都是动态创建的。

使用/proc文件系统的方式很简单。调用create_proc_entry，返回一个proc_dir_entry指针，然后去填充这个指针指向的结构就好了，我下面的这个测试用例只是填充了其中的read_proc属性。

   下面是一个简单的测试用例，通过读虚拟出的文件可以得到内核空间传递过来的“proc ！ test by qiankun！”字符串。

3.使用sysfs文件系统+kobject：其实这个以前是编程实现过得，但是那天太紧张忘记了，T_T。每个在内核中注册的kobject都对应着sysfs系统中的一个目录。可以通过读取根目录下的sys目录中的文件来获得相应的信息。除了sysfs文件系统和proc文件系统之外，一些其他的虚拟文件系统也能同样达到这个效果。

4.netlink：netlink socket提供了一组类似于BSD风格的API，用于用户态和内核态的IPC。相比于其他的用户态和内核态IPC机制，netlink有几个好处：