内核栈和用户栈的区别，虚函数的用处

 

 

内核栈和用户栈区别：

intel的cpu分为四个运行级别ring0~ring3

内核创建进程，创建进程的同时创建进程控制块，创建进程自己的堆栈

一个进程有两个堆栈，用户栈和系统栈

用户堆栈的空间指向用户地址空间，内核堆栈的空间指向内核地址空间。

有个CPU堆栈指针寄存器，进程运行的状态有用户态和内核态，当进程运行在用户态时。CPU堆栈指针寄存器指向的是用户堆栈地址，使用的是用户堆栈；当进程运行在内核态时，CPU堆栈指针寄存器指向的是内核堆栈地址，使用的是内核堆栈。

堆栈切换

当系统因为系统调用（软中断）或硬件中断，CPU切换到特权工作模式，进程陷入内核态，进程使用的栈也要从用户栈转向系统栈。

从用户态到内核态要两步骤，首先是将用户堆栈地址保存到内核堆栈中，然后将CPU堆栈指针寄存器指向内核堆栈。

当由内核态转向用户态，步骤首先是将内核堆栈中得用户堆栈地址恢复到CPU堆栈指针寄存器中。

内核栈和用户栈区别

1.

栈是系统运行在内核态的时候使用的栈，用户栈是系统运行在用户态时候使用的栈。

当进程由于中断进入内核态时，系统会把一些用户态的数据信息保存到内核栈中，当返回到用户态时，取出内核栈中得信息恢复出来，返回到程序原来执行的地方。
用户栈就是进程在用户空间时创建的栈，比如一般的函数调用，将会用到用户栈。

2.

内核栈是属于操作系统空间的一块固定区域，可以用于保存中断现场、保存操作系统子程序间相互调用的参数、返回值等。

用户栈是属于用户进程空间的一块区域，用户保存用户进程子程序间的相互调用的参数、返回值等。

3.

每个Windows 都有4g的进程空间，系统栈使用进程空间的地段部分，用户栈是高端部分如果用户要直接访问系统栈部分，需要有特殊的方式。

为何要设置两个不同的栈?

共享原因：

内核的代码和数据是为所有的进程共享的，如果不为每一个进程设置对应的内核栈，那么就不能实现不同的进程执行不同的代码。

安全原因：

如果只有一个栈，那么用户就可以修改栈内容来突破内核安全保护。

 

C++为什么需要虚函数？

虚函数实际上是为了多态做嫁衣，虚函数是为了多态的实现而出现的

C++的三个基本特征是：继承、多态、封装

什么是多态？

就是父类派生出来的所有的子类都可以用同一个父类指针进行调用

 

 

为什么要引出虚函数：

 在继承关系中，从this指针角度出发，可以这样考虑：指向基类和子类的指针，在运行时类型是不同的（分别指向不同的类）。 但是在编译时，他们都要指向基类的类型（从函数执行顺序可以看出，在子类初始化时，首先要进入基类的构造函数），去继承public方法，在遇到“virtual”关键字时，“编译指针（类似this的感觉）”会自动跳到对应子类中的函数实现处。而不是直接跳到基类中的函数实现。所以，子类中的方法就覆盖了基类中的方法。基类中的方法形成虚设，所以虚函数是也~

纯虚函数是在虚函数基础上加上=0；

在基类中还不能为其提供实现，将在子类中实现它。所以，不用在基类中给出其函数定义。当然，在基类中实现也是可以的