刚刚描述的这些函数主要打算被设备驱动使用, 但它们也可从用户空间使用, 至少在 PC- 类 的计算机. GNU C 库在 <sys/io.h> 中定义它们. 下列条件应当应用来对于 inb 及其 友在用户空间代码中使用: 程序必须使用 -O 选项编译来强制扩展内联函数. ioperm 和 iopl 系统调用必须用来获得权限来进行对端口的 I/O 操作. ioperm 为单独端口获取许可, 而 iopl 为整个 I/O 空间获取许可. 这 2 个函数都是 x86 特有的. 程序必须作为 root

内核态和用户态最主要区别在于权限不同,比如特权级别0-3,0级就意味着进入内核态,分级别之后,应该程序大部分情况下运行在用户态,保证了程序运行的安全性 什么情况下会发生从用户态向内核态切换.这里细分为3种情况. 1.发生系统调用时 这是处于用户态的进程主动请求切换到内核态的一种方式.用户态的进程通过系统调用申请使用操作系统提供的系统调用服务例程来处理任务.而系统调用的机制,其核心仍是使用了操作系统为用户特别开发的一个中断机制来实现的,即软中断. 2.产生异常时 当CPU执行运行在用户态下的程序时

1.特权级         Intel x86架构的cpu一共有0-4四个特权级,0级最高,3级最低,ARM架构也有不同的特权级,硬件上在执行每条指令时都会对指令所具有的特权级做相应的检查.硬件已经提供了一套特权级使用的相关机制,软件自然要好好利用,这属于操作系统要做的事情,对于UNIX/LINUX来说,只使用了0级特权级别和3级特权级,即最高最低特权级.也就是说在UNIX/LINUX系统中,一条工作在0级特权级的指令具有了CPU能提供的最高权力,而一条工作在3级特权的指令具有CPU提供的最低或

一. Unix/Linux的体系架构 如上图所示,从宏观上来看,Linux操作系统的体系架构分为用户态和内核态(或者用户空间和内核).内核从本质上看是一种软件——控制计算机的硬件资源,并提供上层应用程序运行的环境.用户态即上层应用程序的活动空间,应用程序的执行必须依托于内核提供的资源,包括CPU资源.存储资源.I/O资源等.为了使上层应用能够访问到这些资源,内核必须为上层应用提供访问的接口:即系统调用. 系统调用是操作系统的最小功能单位,这些系统调用根据不同的应用场景可以进行扩展和裁剪,现在各种

内核态与用户态(为什么存在这种机制.程序应处于哪个状态.如何判断当前所处状态.哪些功能需要内核态.如何实现这种机制) 1.首先我们应该思考清楚为什么会有内核态和用户态?(为什么存在这种机制) 因为计算机的资源是有限的, 所以不可能让每个程序都能访问所有资源, 有的程序能访问任何资源, 有的则不能.就如人类社会中的社会地位一样, 越是社会地位高的人, 拥有的资源越多.所以运行于内核态的程序必须要有十分可靠的安全性, 不然随便修改了OS的内核数据结构, 就会造成系统的崩溃.而处于用户态的程序, 最多

因为操作系统的很多操作会消耗系统的物理资源,例如创建一个新进程时,要做很多底层的细致工作,如分配物理内存,从父进程拷贝相关信息,拷贝设置页目录.页表等,这些操作显然不能随便让任何程序都可以做,于是就产生了特权级别的概念,与系统相关的一些特别关键性的操作必须由高级别的程序来完成,这样可以做到集中管理,减少有限资源的访问和使用冲突.Intel的X86架构的CPU提供了0到3四个特权级,而在我们Linux操作系统中则主要采用了0和3两个特权级,也就是我们通常所说的内核态和用户态. 运行于用户态的进程可

1首先来讲讲应用程序如何实现系统调用(用户态->内核态)? 我们以应用程序的write()函数为例: 1)首先用户态的write()函数会进入glibc库,里面会将write()转换为swi(Software Interrupt)指令,从而产生软件中断,swi指令如下所示: swi #val //val: bit[23:0]立即数,该val用来判断用户函数需要调用哪个内核函数 2)然后CPU会跳到异常向量入口vector_swi处,根据swi指令后面的val值,在某个数组表里找到对应的sys_w

本文为作者原创,转载请注明出处(http://www.cnblogs.com/mar-q/)by 负赑屃 对我而言,这是一个新的领域,很有意思. 一.解释名词: NFV(Network Function Virtualization):通过使用x86等通用性硬件以及虚拟化技术,来承载很多功能的软件处理.从而降低网络昂贵的设备成本. 这项技术的目的在于软硬件的解耦合,让网络设备功能不再依赖于底层硬件,为啥呢,因为硬件研发周期长,贵啊. DPDK(Intel Data Plane Developme

用户态驱动模型 用户态驱动模型首先是一个应用程序,其次是在这个用户程序中通过内核调用来驱动设备. IIC通用驱动代码 IIC通用驱动程序的代码在/drivers/i2c/i2c-dev.c中.一次读操作或者一次写操作就是一条消息. EEPROM用户态驱动 IIC通用设备对应/dev/i2c-0设备文件. 1.打开通用设备驱动 2.构造写数据到eeprom的消息 3.使用ioctl写入数据 4.构造从eeprom读数据的消息 5.使用ioctl读出数据 6.关闭设备 配置IIC驱动 make me

序言 设备驱动可以运行在内核态,也可以运行在用户态,用户态驱动的利弊网上有很多的讨论,而且有些还上升到政治性上,这里不再多做讨论.不管用户态驱动还是内核态驱动,他们都有各自的缺点.内核态驱动的问题是:系统调用开销大:学习曲线陡峭:接口稳定性差:调试困难:bug致命:编程语言选择受限:而用户态驱动面临的挑战是:如何中断处理:如何DMA:如何管理设备的依赖关系:无法使用内核服务等.对此,<User-Space Device Drivers in Linux: A First Look> 一文有较详

转自:https://blog.csdn.net/jasonchen_gbd/article/details/44066815?utm_source=blogxgwz8 版权声明:本文为博主原创文章,转载请附上原博链接. https://blog.csdn.net/jasonchen_gbd/article/details/44066815内核中的dump_stack()获得内核中当前进程的栈回溯信息需要用到的最重要的三个内容就是: 栈指针:sp寄存器,用来跟踪程序执行过程. 返回地址:ra寄存

http://www.cnblogs.com/bakari/p/5520860.html 内核从本质上看是一种软件——控制计算机的硬件资源,并提供上层应用程序运行的环境. 系统调用是操作系统的最小功能单位,这些系统调用根据不同的应用场景可以进行扩展和裁剪,现在各种版本的Unix实现都提供了不同数量的系统调用,如Linux的不同版本提供了240-260个系统调用,FreeBSD大约提供了320个(reference:UNIX环境高级编程). Intel的X86架构的CPU提供了0到3四个特权级,数

聊聊Linux用户态驱动设计   序言 设备驱动可以运行在内核态,也可以运行在用户态,用户态驱动的利弊网上有很多的讨论,而且有些还上升到政治性上,这里不再多做讨论.不管用户态驱动还是内核态驱动,他们都有各自的缺点.内核态驱动的问题是:系统调用开销大:学习曲线陡峭:接口稳定性差:调试困难:bug致命:编程语言选择受限:而用户态驱动面临的挑战是:如何中断处理:如何DMA:如何管理设备的依赖关系:无法使用内核服务等.对此,<User-Space Device Drivers in Linux: A F

一. Unix/Linux的体系架构 如上图所示,从宏观上来看,Linux操作系统的体系架构分为用户态和内核态(或者用户空间和内核).内核从本质上看是一种软件——控制计算机的硬件资源,并提供上层应用程序运行的环境.用户态即上层应用程序的活动空间,应用程序的执行必须依托于内核提供的资源,包括CPU资源.存储资源.I/O资源等.为了使上层应用能够访问到这些资源,内核必须为上层应用提供访问的接口:即系统调用. 系统调用是操作系统的最小功能单位,这些系统调用根据不同的应用场景可以进行扩展和裁剪,现在各种

内核态: CPU可以访问内存所有数据, 包括外围设备, 例如硬盘, 网卡. CPU也可以将自己从一个程序切换到另一个程序 用户态: 只能受限的访问内存, 且不允许访问外围设备. 占用CPU的能力被剥夺, CPU资源可以被其他程序获取 为什么要有用户态和内核态 由于需要限制不同的程序之间的访问能力, 防止他们获取别的程序的内存数据, 或者获取外围设备的数据, 并发送到网络, CPU划分出两个权限等级 -- 用户态 和 内核态 用户态与内核态的切换 所有用户程序都是运行在用户态的, 但是有时候程序确

内核态: CPU可以访问内存所有数据, 包括外围设备, 例如硬盘, 网卡. CPU也可以将自己从一个程序切换到另一个程序 用户态: 只能受限的访问内存, 且不允许访问外围设备. 占用CPU的能力被剥夺, CPU资源可以被其他程序获取 为什么要有用户态和内核态 由于需要限制不同的程序之间的访问能力, 防止他们获取别的程序的内存数据, 或者获取外围设备的数据, 并发送到网络, CPU划分出两个权限等级 -- 用户态 和 内核态 用户态与内核态的切换 所有用户程序都是运行在用户态的, 但是有时候程序确

前言 良好的计时器可帮助程序开发人员确定程序的性能瓶颈,或对不同算法进行性能比较.但要精确测量程序的运行时间并不容易,因为进程切换.中断.共享的多用户.网络流量.高速缓存访问及转移预测等因素都会对程序计时产生影响. 本文将不考虑这些影响因素(相关资料可参考<深入理解计算机系统>一书),而仅仅关注Linux系统中用户态程序执行时间的计算方式.除本文所述计时方式外,还可借助外部工具统计耗时,如<Linux调试分析诊断利器——strace>一文中介绍的strace. 本文示例代码的运行环

如对Linux用户态驱动程序开发有兴趣,请阅读本文,否则请飘过. User-Space Device Drivers in Linux: A First Look | 初识Linux用户态设备驱动程序 User-Space Device Drivers in Linux: A First Look Mats Liljegren Senior Software Architect Device drivers in Linux are traditionally run in kernel spa

一.现代操作系统的权限分离: 现代操作系统一般都至少分为内核态和用户态.一般应用程序通常运行于用户态,而当应用程序调用系统调用时候会执行内核代码,此时会处于内核态.一般的,应用程序是不能随便进入内核态的而是需要向OS申请,因为内核态拥有更高的权限.所以当程序运行的时候,其实是有两个栈的,一个位于用户态,一个位于内核态.他们之间会按照操作系统的规定进行通信. 二.用户态切换到内核态的三种方式: 1.系统调用,也即是应用程序使用OS提供的接口调用内核功能.例如x86平台的int 80h和powerr

cpu:相当于计算机的大脑负责运算和发送命令: 寄存器:寄存器是cpu当中的一个有限存储部件,cpu从内存调用数据时,寄存器会将从内存调用的数据进行更新在寄存器中以一个字或变量进行存储. 寄存器总共分为四种: 1.通用寄存器:用来保存变量与临时结果 2.程序寄存器:保存了将要取下的一条指令的内存地址 3.堆栈指针:它指向内存当前栈的顶端.该栈包含已经进入但是还没有退出的每个过程中的一个框架.在一个过程的堆栈框架中保存了有关输入参数,局部变量以及那写没有及时保存在寄存器中的临时变量. 4.程序状态

谈到CPU的这两个工作状态,也就是处理器的这两个工作状态,那我们有必要说一下为什么搞出这两个鬼玩意出来.       用过电脑的娃娃们肯定知道在一个系统中既有操作系统的程序,也由普通用户的程序.但那么多指令,可不是随便乱用的,有些指令只能由系统来使用,禁止用户程序去直接访问.为了保证操作系统和各个应用程序能够顺利运行,就必须对他们进行限制,否则的话就根本没有办法保证系统的安全性和稳定.       所以呢,根据运行程序对资源和机器指令的使用权限,把处理器设置为不同的状态.多数系统把处理器的工作状