Linux用户态和内核态交互的几种方式 #

Linux分为内核态Kernel Mode和用户态User Mode，其通信方式主要有：

• 系统调用System Call：最常见的用户态和内核态之间的通信方式。通过系统调用接口（open、read、write、fork等）请求内核执行特定的动作。
• 中断Interrupts：中断包括软中断和硬中断，每当中断到来的时候，CPU会暂停当前执行的用户态代码，切换到内核态来处理中断。
• 信号Signal：内核通过Signal通知用户态进程发生了某些事件，用户态注册信号处理函数，来响应特定的信号事件。如 SIGTERM、SIGINT 等。
• 共享内存Share Memory：允许多个进程在它们的地址空间中共享一块内存区域，从而实现用户态和内核态之间的高效通信。这种方式避免了用户态和内核态之间频繁切换的问题，但是也需要考虑到数据的同步问题，保证数据一致性。

用户态User Mode访问内核态Kernel Mode的数据交互的方式有：

• procfs进程文件系统：一个伪文件系统，因为其不占用外部存储空间，只占有少量的内存，挂载在/proc目录下

• sysctl：它也是一个Linux命令，主要用来修改内核的运行时参数，也就是在内核运行时，动态修改内核参数。

  和 procfs 的区别在于：procfs 主要是输出只读数据，而 sysctl 输出的大部分信息是可写的。

• sysfs虚拟文件系统：通过/sys来完成用户态和内核的通信，和 procfs 不同的是，sysfs 是将一些原本在 procfs 中的，关于设备和驱动的部分，独立出来，以 “设备树” 的形式呈现给用户。

• netlink 接口：也是最常用的一种方式，本质是socket接口，使用netlink用于网络相关的内核和用户进程之间的消息传递。

• 共享内存Share Memory：允许多个进程在它们的地址空间中共享一块内存区域，从而实现用户态和内核态之间的高效数据传输。