read的实现：先拷贝内存到内核空间比直接拷贝用户空间好吗？答案

【问题标题】：The implementation of read: Is copying memory to kernel space firstly better than user space directly?read的实现：先拷贝内存到内核空间比直接拷贝用户空间好吗？
【发布时间】：2012-06-02 03:28:24
【问题描述】：

当一个进程在调用“read”后被阻塞时，内核从ios读取数据并将其复制到缓冲区，但是缓冲区在哪里，在内核还是在用户空间（这是“read”函数）。它节省了从内核空间到用户空间的处理，以供以后选择，而且用户空间有更多的缓冲区。但是每次应对时都要更改cr3，这会刷新所有TLB数据。这就是我所知道的两个选择，还有其他的吗？

【问题讨论】：

标签： operating-system linux-kernel kernel

【解决方案1】：

我在内核中看到的一个常见模式是缓冲区通常分配在内核空间 - kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL)（不一定是 PAGE_SIZE），然后读取发生在该缓冲区中。然后使用simple_read_from_buffer(..) (fs/libfs.c) 将其复制到用户空间——内部使用copy_to_user()。虽然这通常用于简单的 I/O 操作或其他（例如 debugfs）读取。

【讨论】：

【解决方案2】：

其中一种方法是要求设备驱动程序通过 mmap 将其内核缓冲区映射到进程的用户地址空间，然后使用 remap_pfn_range 之类的东西。

当驱动程序完成 I/O 操作后，复制到其内核缓冲区不需要更改 cr3 或击落 TLB。

当用户进程在等待 I/O 时，很有可能它会被调度到另一个新进程来运行，然后 cr3 必须为整个 I/O 更改（+ TLB 刷新）操作完成。

【讨论】：