页面缓存和模式切换

Question

我读到当执行OS调用时，该过程仅进行模式切换而不是上下文切换。根据我的理解，这将提升进程的权限，并允许它访问映射到其虚拟地址空间的内核代码。 （这需要使用陷阱门更换安全环我相信）。但是，如果此OS调用将要执行IO，则可能需要使用页面缓存。如果没有上下文切换，这会如何发生？或者页面缓存是否也映射到每个进程的虚拟地址空间？

我在上面的一些描述中可能错了。如果我是，请纠正我。我想把它拼凑起来。另外，我对Linux内核更感兴趣。

Answer 1

简化说明：

更改为内核模式时，页面映射不会更改。但是，内核自身的内存空间变得可访问（由于环更改）。在内核模式下，仍然可以访问进程的用户空间内存。因此，对于标准I / O调用，无需执行任何操作 - 可以直接访问用户空间。但是，在许多情况下，这不是一个好主意，因为传递的指针可能指向未映射的内存，或者分页内存，或者在调用中途消失。因此，通常使用copy_to_user和copy_from_user。

可能有一些系统调用做更改内存映射。例如，fork()创建页面映射的CoW副本。 exec和朋友将页面重新映射到磁盘上的可执行文件。然而，这些是例外。

此外，系统调用可能是上下文切换。例如，sleep()几乎可以保证。但是，这不是为了访问调用程序的内存。

Answer 2

作为示例，Linux / x86通常使用3Gb / 1Gb拆分用于用户空间/内核空间。这意味着内核可以直接访问几乎1 Gb的物理内存。

要访问更多内存，将使用高内存（即：反弹缓冲区）。

当然，4Gb / 4Gb拆分（可以在内核配置中配置）需要上下文切换。