出于某种原因，有些人希望将代码从用户空间移至Linux的内核空间。很多时候，原因似乎是代码应该具有特别高的优先级，或者仅仅是"内核空间更快"。

这对我来说似乎很奇怪。我什么时候应该考虑编写内核模块？有一套标准吗？

我如何激励将代码保存在(我相信)属于用户空间的用户空间中？

解决方案

我不确定这个问题是否正确。将事物移至内核空间应该有充分的理由。如果没有任何原因，请不要这样做。

一方面，调试变得更加困难，并且错误的影响变得更糟(崩溃/死机，而不是简单的coredump)。

内核中运行的代码以与用户空间代码不同的方式访问内存，外围设备和系统功能，因此具有更高的效率。更不用说减少的内核代码安全性限制。但是，所有这些通常都需要付出一定的代价，例如增加了将内核开放给安全威胁的可能性，锁定了操作系统，使调试复杂化等等。

将内容放入内核的原因非常有限。如果我们正在编写设备驱动程序，那没关系。任何标准应用程序：从不。

缺点是巨大的。调试变得更加困难，错误变得更加频繁且难以发现。我们可能会损害安全性和稳定性。我们可能不得不更频繁地适应内核更改。无法移植到其他UNIX OS。

我最接近内核的是一个自定义文件系统(后台使用mysql)，甚至为此我们使用了FUSE(U代表用户空间)。

作为一般规则。考虑一下我们想知道的内容，如果我们在操作系统开发书或者类中会看到这些内容，那么它就有很大的机会属于内核。如果不是，请将其保留在内核之外。如果我们有充分的理由违反该规则，请确保我们将有足够的知识来自己了解该规则，或者我们将与拥有该知识的人一起工作。

是的，听起来可能很刺耳，但这正是我的意思，如果我们不知道，那么几乎可以肯定答案是否定的，不要在内核中这样做。将开发转移到内核空间会打开一大堆蠕虫，我们必须确保它们能够处理。

经验法则：尽最大努力将代码保留在用户空间中。如果我们认为无法做到，那么请花与编写代码相同的时间(即很长的时间)来研究内核代码的替代方法，然后再次尝试在用户空间中实现它。如果仍然不能，请进行更多研究以确保我们做出正确的选择，然后非常谨慎地进入内核。就像其他人所说的那样，在极少数情况下要求编写内核模块，调试内核代码可能会非常麻烦，因此请不惜一切代价避免打扰。

至于在考虑编写内核模式代码时应检查的具体条件，请注意以下几点：它是否需要访问极低级的资源(例如中断)？代码是否为无法在当前导出的功能之上构建的硬件定义了新的接口/驱动程序？代码是否需要访问未导出到内核空间之外的数据结构或者原语？我们是否正在编写主要由其他内核子系统(例如调度程序或者VM系统)使用的内容(即使在这里，也不一定非要子系统采用内核模式：Mach对用户模式虚拟内存分页器具有强大的支持，因此绝对可以做到)？

如果员工确实希望获得较高的优先级，确定性，低延迟等，那么正确的选择是使用某些实时版本的Linux(或者其他OS)。

还要查看可抢占的内核选项等。确切地，我们应该做什么取决于要求，但是，除非直接与某些硬件接口，否则将代码放入内核模块中不太可能是正确的解决方案。

如果只需要较低的延迟，较高的吞吐量等，那么购买速度更快的计算机可能比开发内核代码便宜。

内核模块可能会更快(由于较少的上下文切换，较少的系统调用开销和较少的中断)，并且肯定会以很高的优先级运行。如果要将少量相当简单的代码导出到内核空间中，则可以。也就是说，如果发现一小段代码对性能至关重要，并且这种代码类型可以从置于内核模式中受益，则可以将其放在那里。

但是除非将所有其他选项都用尽，否则应避免将程序的大部分移至内核空间。除了这样做的困难之外，性能收益不太可能很大。

基本上，我同意rpj。除非确实需要，否则代码必须位于用户空间中。

但是，为了强调问题，请问哪种情况？

有人声称驱动程序必须在内核中，这是不正确的。一些驱动程序对时间不敏感，实际上很多驱动程序都是这样的。

例如，成帧器，RTC计时器，i2c设备等。这些驱动程序可以轻松移至用户空间。甚至有些文件系统是在用户空间中编写的。

我们应该移至内核空间所在的地方，例如。用户内核交换，使代码无法正常工作。

但是有很多方法可以解决这个问题。例如，/ dev / mem提供了一种访问物理内存的好方法，就像从内核空间进行操作一样。

当人们谈论使用RTOS时，我通常会持怀疑态度。
如今，处理器是如此强大，以至于在大多数情况下，实时性都可以忽略不计。

但是，即使是说，我们正在使用SONET，并且我们需要在50毫秒内进行保护切换(实际上甚至更少，因为50毫秒的约束适用于整个环网)，如果我们硬件支持它。

如今，许多成帧器可以为我们提供硬件支持，从而减少我们需要执行的写操作次数。工作基本上是尽可能快地响应中断。 Linux一点也不差。即使我正在运行大量其他中断(例如，IDE，以太网等)，我得到的中断延迟也不到1毫秒。

而且，如果这还不够，那么硬件设计可能是错误的。有些事情最好留在硬件上。当我说硬件时，我指的是ASIC，FPGA，网络处理器或者其他高级逻辑。

如果我们提出这样的问题，那么我们不应该进入内核层。基本上，只是想知道就意味着我们不需要。上下文切换的时间可以忽略不计，以至于这些天都变得无关紧要了。