提问人：Xavier Z. 提问时间：10/26/2023 最后编辑：Xavier Z. 更新时间：10/27/2023 访问量：31
Linux 中的用户/内核空间 read（2）/write（2） 是操作系统中的通用设计吗？
Is the user/kernel space copy in Linux read(2)/write(2) a general design in operating systems?
问：
我有一个关于 Linux 的 read（2）/write（2） 系统调用的多部分问题：
1.标题中描述的复制行为究竟在哪里说明？
我尝试浏览 Linux 手册页（2），但没有找到明确说明。然而，许多讨论声称手册页“清楚地说明”了这种行为。
2.在读/写（2）过程中，在内核空间中发生的复制是否真的复制了页表的条目内容？
关于操作系统的教科书提到内存管理是通过页表完成的，页表将内存映射到文件系统。页表显然是一个内核空间对象。这两个概念通常没有联系：在讨论接口时，人们会说“读/写（2）涉及内核空间的副本”，而在讨论操作系统时，人们会说“内存是使用页表来管理的”。
3.As 标题中提到的，鉴于我在操作系统教科书中没有找到这方面的明确信息，我很好奇：读/写过程中的内核空间副本是标准设计，还是 Linux 独有的？
答：
1赞
user22405329
10/27/2023
#1
在“sendfile”手册中对此进行了描述。对于 和 ，复制是一个实现细节 - 程序员不必知道它。对于 ，它是基本原理的一部分 - 它解释了它与现有调用的不同之处。readwritesendfile
通常，/ 可以通过以下三种方式之一实现：readwrite
- 它复制到内核缓冲区并返回。实际写入稍后执行。For - 内核会提前预读，系统调用只是复制数据。
readread - 它会阻塞，直到操作完成，可能会持续数百万个 CPU 周期。磁盘控制器可以直接从用户空间读取/写入数据，但不能保证：缓冲区可能不符合直接内存访问的条件（大小、RAM 对齐、磁盘对齐等） - 在这种情况下，无论如何都会完成复制。
- 它立即返回，稍后执行操作。程序必须保持缓冲区不变，直到操作完成。出于同样的原因，它仍然可以进行复制。
手册允许选项 1 和 2，但实际上，选项 1 是最常用的，因为它通常更快。在 Windows 上，WriteFile/ReadFile 也允许选项 3，但前提是程序明确要求它。
页表不会将任何内容映射到文件系统 - 它们将当前进程和内核的虚拟地址映射到 RAM 或设备 MMIO 寄存器的物理地址。可能会触发文件缓冲区的内存分配，但除此之外，文件操作与页表无关。write
还有另一个系统调用 - 。该系统调用以这样一种方式修改页表，使内核文件缓冲区出现在进程内存中。这样，您就可以直接修改内核端缓冲区，进行正常的内存读取和写入。然后，内核可以命令磁盘控制器将它们存储在磁盘上。mmap
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