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Linux 内核 内存管理】内存映射原理 ② ( 内存映射概念 | 文件映射 | 匿名映射 | 内存映射原理 | 分配虚拟内存页 | 产生缺页异常 | 分配物理内存页 | 共享内存 | 进程内存 )

文章目录 一、内存映射概念 二、内存映射原理 1、分配虚拟内存页 2、产生缺页异常 3、分配物理内存页 三、共享内存 四、进程内存段的内存映射类型 一、内存映射概念 ---- 内存映射 概念 : "...内存映射 “ 就是在 进程的 ” 用户虚拟地址空间 " 中 , 创建一个 映射 , " 内存映射 " 有 2 种情况 , ① 文件映射 , ② 匿名映射 ; 文件映射 : 有 文件 支持 的 内存映射..." 物理内存空间 “ 映射到 ” 虚拟内存空间 " , 其中的数据是随机值 ; 二、内存映射原理 ---- 1、分配虚拟内存页 分配 虚拟内存页 : 在 Linux 系统中 创建 " 内存映射 “ 时..., 会在 ” 用户虚拟地址空间 “ 中 , 分配一块 ” 虚拟内存区域 " ; 2、产生缺页异常 缺页异常 : Linux 内核在分配 " 物理内存 “ 时 , 采用了 ” 延迟策略 “ , 即进程第一次访问..., 并且在 " 页表 “ 中 , 将 ” 虚拟内存页 " 映射到 ” 物理内存页 " ; 三、共享内存 ---- 内存映射 与 共享内存 关系 : 文件映射 : 在进程间的 " 共享内存 " 就是使用

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高端内存映射之kmap持久内核映射--Linux内存管理(二十)

1 高端内存与内核映射 尽管vmalloc函数族可用于从高端内存域向内核映射页帧(这些在内核空间中通常是无法直接看到的), 但这并不是这些函数的实际用途....它与通过固定公式与物理内存关联的直接映射页相反,虚拟固定映射地址与物理内存位置之间的关联可以自行定义,关联建立后内核总是会注意到的. ?...永久内存映射区 该区域可访问高端内存. 访问方法是使用alloc_page(_GFP_HIGHMEM)分配高端内存页或者使用kmap函数将分配到的高端内存映射到该区域....总之,内核的高端线性地址是为了访问内核固定映射以外的内存资源。进程在使用内存时,触发缺页异常,具体将哪些物理页映射给用户进程是内核考虑的事情. 在用户空间中没有高端内存这个概念....即内核对于低端内存, 不需要特殊的映射机制, 使用直接映射即可以访问普通内存区域, 而对于高端内存区域, 内核可以采用三种不同的机制将页框映射到高端内存 : 分别叫做永久内核映射、临时内核映射以及非连续内存分配

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Linux内核编程--内存映射和共享内存

一,内存映射 对于磁盘文件和进程: 将一个文件或其它对象映射到进程地址空间,实现文件在磁盘的存储地址和进程地址空间中一段虚拟地址的映射关系。...没有内存映射的I/O操作示意图: 磁盘->内核空间->用户空间 有内存映射的I/O操作示意图:少了一个copy操作 内存映射的优点: 减少了拷贝次数,节省I/O操作的开支 用户空间和内核空间可以直接高效交互...进程可以直接操作磁盘文件,用内存读写代替 I/O读写 应用场景: 1.进程间通信 使用内存映射实现进程间通信的两个场景: 场景1.有亲缘关系的进程间通信(父子进程) step1: 父进程创建内存映射区...step2: 进程a通过磁盘文件创建内存映射区 step3: 进程b通过磁盘文件创建内存映射区 step4: 进程a和进程b共同修改内存映射区实现进程通信 *基于内存映射区的进程间通信,是非阻塞的。...2.文件读写操作 step1: 读磁盘文件,获得文件描述符 step2: 基于文件描述符建立进程的内存映射区 step3: 利用进程进行内存映射区的读写操作 step4: 释放内存映射区,关闭文件描述符

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Linux 内核 内存管理】内存管理系统调用 ④ ( 代码示例 | mmap 创建内存映射 | munmap 删除内存映射 )

文章目录 一、mmap 创建内存映射代码示例 1、fopen 打开或创建文件 2、lseek 设置文件大小 3、mmap 函数使用 4、munmap 删除内存映射 二、完整代码示例 一、mmap 创建内存映射代码示例..., 相关参数作用如下 : NULL : 映射区的开始地址 sizeof(student) * 1 : 文件映射区的长度 PROT_READ | PROT_WRITE : 内存保护的标志位 , 该内存页的内容可以...// PROT_READ | PROT_WRITE : 内存保护的标志位 , 该内存页的内容可以 读取 写入 // MAP_SHARED : 指定映射关系 , 指的是该映射是进程的共享内存空间..., 该内存页的内容可以 读取 写入 // MAP_SHARED : 指定映射关系 , 指的是该映射是进程的共享内存空间 // fd : 文件描述符 , 被映射的文件 //..., 该内存是文件映射内存 // 拷贝内存的同时 , 也会修改文件内容 memcpy((*(p_student + i)).name, &name_char, 1);

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linux 监控网络IO、磁盘、CPU、内存

linux 监控网络IO、磁盘、CPU、内存 CPU:vmstat ,sar –u,top 磁盘IO:iostat –xd,sar –d,top 网络IO:iftop -n,ifstat,dstat –...nt,sar -n DEV 2 3 磁盘容量:df –h  内存使用:free –m,top 1.查看什么进程占用端口:  netstat -antp | fgrep 2.查看进程资源:...● %MEM,进程使用内存的百分比。  ● VSZ,进程使用的虚拟内存大小,以K为单位。  ● RSS,进程占用的物理内存的总数量,以K为单位。  ● TTY,进程相关的终端名。  ...—————————————————————————————————————————————— Top top命令是Linux下常用的性能分析工具,能够实时显示系统中各个进程的资源占用状况,类似于Windows...,包括物理内存总量、已用内存、空闲内存以及用作缓冲区的内存量 Swap一行:虚存统计信息,包括交换空间总量、已用交换区大小、空闲交换区大小以及用作缓存的交换空间大小 2、下半部分显示了各个进程的运行情况

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Linux内存映射函数mmap与匿名内存

学习系列:《APUE14.8》《CSAPP9.8.4》 1 总结 memory-mapped io可以将文件映射内存中的buffer,当我们从buffer读写数据时,其实操作的是对应文件中的数据...mmap也可以直接映射匿名内存块,无需提供文件fd,直接申请一块内存给当前进程使用,也可以选择继承给子进程。注意匿名映射不会真的创建文件,只是拿到了一块填充0的内存。...与共享内存这种传统IPC相比,mmap匿名内存更为灵活,Postgresql使用的共享内存全部是用mmap申请的,只用共享内存申请一个PGShmemHeader结构的大小。...MAP_LOCKED 将映射区域锁定住,这表示该区域不会被置换(swap)。 MAP_HUGETLB 使用内存大页。...匿名映射的优点: 没有虚拟地址空间碎片,取消映射后,内存立即归还给系统。 与全局堆分开。 可以给子进程继承使用。 匿名映射的缺点: 不能调整大小!

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高端内存映射之kmap_atomic固定映射--Linux内存管理(二十一)

1 固定映射 1.1 数据结构 linux高端内存中的临时内存区为固定内存区的一部分, 对于固定内存linux内核中有下面描述 x86 arm arm64 arch/x86/include/asm/fixmap.h...由于对应于ioremap的内存空间是有限的, 所以对于ioremap空间的使用遵照使用结束马上释放的原则....v=4.7#L55 void *kmap_atomic(struct page *page) page是一个指向高端内存页的管理结构的指针, 而早期的内核中, 增加了一个类型为enum km_type的...在很多体系结构中, 除非激活了内核抢占, 否则kunmap_atomic根本无事可做, 因为只有在下一个临时映射到来前上一个临时映射才有效....因此, 内核完全可以”忘掉”kmap_atomic映射, kunmap_atomic也无需做什么实际的事情. 下一个原子映射将自动覆盖前一个映射.

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kmalloc分配物理内存与高端内存映射--Linux内存管理(十八)

持久映射用于将高端内存域中的非持久页映射到内核中 固定映射是与物理地址空间中的固定页关联的虚拟地址空间项,但具体关联的页帧可以自由选择....它与通过固定公式与物理内存关联的直接映射页相反,虚拟固定映射地址与物理内存位置之间的关联可以自行定义,关联建立后内核总是会注意到的. ?...永久内存映射区 该区域可访问高端内存. 访问方法是使用alloc_page(_GFP_HIGHMEM)分配高端内存页或者使用kmap函数将分配到的高端内存映射到该区域....这种分配可以阻塞, 但不会启动磁盘I/O, 这个标志在不能引发更多的磁盘I/O时阻塞I/O代码, 这可能导致令人不愉快的递归 GFP_NOFS 这种分配在必要时可以阻塞, 但是也可能启动磁盘, 但是不会启动文件系统操作...它允许分配无法直接映射的高端内存.

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Linux内存共享映射(mmap和munmap)

Linux下的进程间通信也可以使用mmap的内存共享映射来实现,mmap的作用就是把磁盘文件的一部分直接映射到进程的内存中,那么进程就可以直接对该内存文件进行操作,mmap也设置了两种机制...:共享和私有,如果是共享映射,那么在内存中对文件进行修改,磁盘中对应的文件也会被修改,相反,磁盘中的文件有了修改,内存中的文件也被修改。...如果是私有映射,那么内存中的文件是独立的,二者进行修改都不会对对方造成影响。...通过这样的内存共享映射就相当于是进程直接对磁盘中的文件进行读写操作一样,那么如果有两个进程来mmap同一个文件,就实现了进程间的通信。...磁盘中的文件通过mmap函数来实现映射,然后通过munmap函数取消映射

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Linux 内核 内存管理】内存管理系统调用 ② ( mmap 创建内存映射 | mmap 创建内存映射 与 malloc 申请内存对比 | mmap 创建内存映射 与 普通文件操作对比 )

4、mmap 创建内存映射 二、mmap 创建内存映射 与 普通文件操作 对比 一、mmap 创建内存映射 与 malloc 申请内存对比 ---- 1、malloc 函数原型 C 标准库 stdlib.h...调用 " Linux 内核 " 中的 kmalloc vmalloc 函数 ; 参考 【Linux 内核 内存管理】内存管理架构 ④ ( 内存分配系统调用过程 | 用户层 malloc free |...小于 划分阈值 , glibc 库 的 ptmalloc " 内存分配器 " 会使用 brk 系统调用 , 向 Linux 内核申请内存 ; 使用 mmap 系统调用 : 如果 应用程序 申请的内存大小...大于等于 划分阈值 , glibc 库 的 ptmalloc " 内存分配器 " 会使用 mmap 系统调用 , 向 Linux 内核申请内存 ; 4、mmap 创建内存映射 mmap 可以直接向 Linux...“ 类型的 ” 内存映射 “ , 进而实现了 ” 共享内存操作 " ;

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Linux 内核 内存管理】内存管理系统调用 ① ( mmap 创建内存映射 | munmap 删除内存映射 | mprotect 设置虚拟内存区域访问权限 )

文章目录 一、mmap 创建内存映射 二、munmap 删除内存映射 三、mprotect 设置虚拟内存区域访问权限 一、mmap 创建内存映射 ---- mmap 系统调用函数 , 用于 创建 " 内存映射..." ; 该 " 系统调用 " 函数工作原理如下 : 首先 , 创建 " 匿名内存映射 “ , 将 ” 物理内存页 “ 映射到 进程的 ” 用户虚拟地址空间 " 中 ; 然后 , 将 指定文件 的 指定数据区间...映射到 " 用户虚拟地址空间 " 中 ; 此时 , 可以通过 指针 访问 内存的方式 , 访问文件 ; mmap 函数原型如下 : #include void* mmap(void...对比 : 传统的文件操作 , 首先调用 fopen 函数打开文件 , 然后调用 fread fwrite 等函数操作文件 , 这些操作 在 用户模式 下调用 , 然后需要 切换到 内核模式 下调用 Linux...“ 类型的 ” 内存映射 “ , 进而实现了 ” 共享内存操作 " ; 二、munmap 删除内存映射 ---- munmap 系统调用 的作用是 删除内存映射 , 其函数原型如下 : #include

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DPDK巨页地址管理Linux内核内存管理内存映射pagemaprdma内存注册

DPDK巨页地址管理/Linux内核内存管理/内存映射/pagemap/rdma内存/注册术语PFN: 物理地址对应的页帧号:pfn = pte_pfn(*pte)INFINIBAND_USER_MEM...内存映射文件与虚拟内存有些类似,通过内存映射文件可以保留一个地址空间的区域,同时将物理存储器提交给此区域,只是内存文件映射的物理存储器来自一个已 经存在于磁盘上的文件,而非系统的页文件,而且在对该文件进行操作之前必须首先对文件进行映射...,就如同将整个文件从磁盘加载到内存。...由此可以看出,使用内 存映射文件处理存储于磁盘上的文件时,将不必再对文件执行I/O操作,这意味着在对文件进行处理时将不必再为文件申请并分配缓存,所有的文件缓存操作均由 系统直接管理,由于取消了将文件数据加载到内存...进程内存用量分析之内存映射篇(58): https://www.jianshu.com/p/bff46f531920Linux proc文件系统: https://www.kernel.org/doc/

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❤️ 给你的Linux把把脉(内存磁盘、CPU、网络)❤️

今日重点:    ① 学会查看linux各种状态,包括:网络IO、磁盘、CPU、内存等;    ② 学会理解命令所代表的含义,能够迅速发现集群存在的问题。...1、核心命令 linux 监控网络IO、磁盘、CPU、内存: CPU:vmstat 、sar –u、top 磁盘IO:iostat –xd、sar –d、top 网络IO:iftop -n、ifstat...、dstat –nt、sar -n DEV 2 3 磁盘容量:df –h  内存使用:free –m、top 2、常用命令 (1)内存:条数、每条大小、内存是DDR4还是DDR3、内存频率是2666MT...根据经验,再通过命令排查内存磁盘、网络、cpu,问题无非就这几类,切不可着急忙慌乱改一通,让简单问题复杂化。 2、根据以上命令,提前设置监控预警。...监控预警能够让你及时发现系统的性能信息、比如磁盘快满了,内存超负荷了,我们可以提前作出调整。

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Linux 内核 内存管理】内存映射相关数据结构 ⑥ ( 文件映射 虚拟内存区域 | vm_area_struct | vm_operations_struct | 匿名映射 虚拟内存区域 )

文章目录 一、文件映射 虚拟内存区域 1、文件映射 虚拟内存区域 的 vm_ops 成员 2、文件映射 虚拟内存区域 的 vm_file 成员 3、文件映射 虚拟内存区域 图示 二、匿名映射 虚拟内存区域...一、文件映射 虚拟内存区域 ---- " 文件映射 " 的 " 虚拟内存区域 " vm_area_struct 结构体 的 数据结构表示形式如下 ; 1、文件映射 虚拟内存区域 的 vm_ops 成员...deal with this struct. */ const struct vm_operations_struct *vm_ops; 参考 【Linux 内核 内存管理】内存映射相关数据结构 ④...we map to (can be NULL). */ 参考 【Linux 内核 内存管理】内存映射相关数据结构 ⑤ ( vm_area_struct 结构体成员分析 | vm_pgoff 成员 |...vm_file 成员 | vm_private_data ) 博客 ; 3、文件映射 虚拟内存区域 图示 二、匿名映射 虚拟内存区域 ---- 在 " 匿名映射 " 虚拟内存区域 中 , 与 " 文件映射

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通过Linux设备映射器使用持久内存设备

通过Linux设备映射器使用持久内存设备 IO Alignment Considerations 传统的存储设备例如HDD,SSD,nvme,SAN LUNS等以blocks为单位提供存储功能。...持久内存设备可以通过虚拟内存系统访问,因此IO可以使用系统页大小进行对齐。位于CPU上的内存管理单元(MMU)决定可能的页面大小。Linux支持两种页大小: Ø 默认页大小,通常4KB。...Linux通常将其作为页表条目。 Ø 大页:需要内核支持配置CONFIG_HUBETLB_PAGE和CONFIG_HUGETLBFS。...DDR和持久内存模块之间的容量差异相当大,由于上述原因,内存为TB级的系统上使用较小页面可能会对性能带来负面影响。...Verifying IO Alignment 需满足下面条件,DAX文件系统才能支持2M大页: Ø mmap()至少映射2M Ø 文件系统块分配的大小至少2M Ø 文件系统块分配必须与mmap具有相同的对齐方式

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Linux系统编程-进程间通信(mmap内存映射)

前面文章介绍了进程间常用的通信方式: 无名管道和命名管道,这篇文章介绍内存映射内存映射在多进程访问文件读写的时候非常方便。 1....内存映射mmap函数介绍 mmap函数可以将磁盘上的文件映射内存空间中,返回映射的首地址。...,用来取消参数start所指的映射内存起始地址,参数length则是欲取消的内存大小。...当进程结束,映射内存会自动解除,但关闭对应的文件描述词时不会解除映射。返回值:如果解除映射成功则返回0,否则返回-1。...通过内存映射进行进程通信,多个进程可以同时映射同一个文件到内存空间,只要一个进程对文件进行了修改,其他进程都可以得到修改的数据。 注意: 打开文件的权限需要与映射的权限一致! 2.

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