一、Linux内核动态内存分配与释放 1.1 kmalloc函数 Kmalloc分配的是连续的物理地址空间。...返回值：解除成功返回0，否则返回-1 2.2 Linux内核的mmap接口 2.2.1 内核描述虚拟内存的结构体 Linux内核中使用结构体vm_area_struct来描述虚拟内存的区域，其中几个主要成员如下...(vma,//虚拟内存区域，即设备地址将要映射到这里 vma->vm_start,//虚拟空间的起始地址 virt_to_phys(buf)>>PAGE_SHIFT,//与物理内存对应的页帧号，物理地址右移...IO地址； size：要映射的空间的大小； flags：要映射的IO空间的和权限有关的标志； phys_addr：是要映射的物理地址 size：是要映射的长度，单位是字节 头文件：#include <linux...) MMU是中央处理器（CPU）中用来管理虚拟存储器、物理存储器的控制线路，同时也负责虚拟地址映射为物理地址，以及提供硬件机制的内存访问授权，多用户多进程操作系统。
在linux内核映射物理地址的简单代码。 使用request_mem_region和ioremap映射物理地址。 映射之后，可通过虚拟地址读写对应的寄存器。
Linux提供了mmap()函数，用来映射物理内存。...返回一个有效映射页. (3) 使用方面的限制： remap_pfn_range不能映射常规内存，只存取保留页和在物理内存顶之上的物理地址。...因为保留页和在物理内存顶之上的物理地址内存管理系统的各个子模块管理不到。640 KB 和 1MB 是保留页可能映射，设备I/O内存也可以映射。...(5) 所有进程在映射同一个共享内存区域时，情况都一样，在建立线性地址与物理地址之间的映射之后，不论进程各自的返回地址如何，实际访问的必然是同一个共享内存区域对应的物理页面。...完成映射过程。remap_pfn_range不能对常规内存映射，只能对保留的内存与物理内存之外的进行映射。 2.在这里，要分清几个地址，一个是物理地址，这个很简单，就是物理内存的实际地址。
文章目录 一、物理地址空间 二、外围设备寄存器 三、外围设备寄存器物理地址 映射到 虚拟地址空间 一、物理地址空间 ---- " 物理地址空间 “ 是 CPU 处理器 在 ” 总线 " 上 访问内存的地址..., 参考 【Linux 内核 内存管理】Linux 内核内存布局 ④ ( ARM64 架构体系内存分布 | 内核启动源码 start_kernel | 内存初始化 mm_init | mem_init...寄存器 分为 3 大类 : 控制寄存器 状态寄存器 数据寄存器 外围设备寄存器 有 2 种 编址方式 : ① I/O 映射方式 , I/O-Mapped ② 内存映射方式 , Memory-Mapped...外围设备寄存器 一般是 连续编址 的 , 三、外围设备寄存器物理地址 映射到 虚拟地址空间 用户空间 的 应用进程 , 访问 " 外围设备寄存器 " 只能通过 " 虚拟地址 " 实现 , Linux...内核 提供了 相关 API 函数 , 将 " 外围设备寄存器 “ 对应的 ” 物理地址 “ 映射到了 ” 虚拟地址空间 " 中 ;
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
虚拟内存中连续、但物理内存中不连续的内存区，可以在vmalloc区域分配. 该机制通常用于用户过程, 内核自身会试图尽力避免非连续的物理地址。...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....直接映射区 线性空间中从3G开始最大896M的区间, 为直接内存映射区，该区域的线性地址和物理地址存在线性转换关系：线性地址=3G+物理地址。...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...PageHighMem(page)) /*线性地址总是存在，通过计算页框下标 然后将其转换成物理地址，最后根据相应的 /物理地址得到线性地址
文件的内存映射示意图： 对于用户进程和内核进程： 将用户进程的一段内存区域映射到内核进程，映射成功后，用户进程对这段内存区域的修改直接反映到内核空间，同样，内核进程对这段内存区域的修改也直接反映到用户空间...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...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...： 内存映射和共享内存的区别： 1.内存映射与文件关联，共享内存不需要与文件关联，把共享内存理解为内存上的一个匿名片段。
一直都对内存映射文件这个概念很模糊，不知道它和虚拟内存有什么区别，而且映射这个词也很让人迷茫，今天终于搞清楚了。。。...图1.内存映射原理 既然建立内存映射没有进行实际的数据拷贝，那么进程又怎么能最终直接通过内存操作访问到硬盘上的文件呢？那就要看内存映射之后的几个相关的过程了。...但是ptr所指向的是一个逻辑地址，要操作其中的数据，必须通过MMU将逻辑地址转换成物理地址，如图1中过程2所示。这个过程与内存映射无关。...前面讲过，建立内存映射并没有实际拷贝数据，这时，MMU在地址映射表中是无法找到与ptr相对应的物理地址的，也就是MMU失败，将产生一个缺页中断，缺页中断的中断响应函数会在swap中寻找相对应的页面，如果找不到...这个过程与内存映射无关。 如果在拷贝数据时，发现物理内存不够用，则会通过虚拟内存机制（swap）将暂时不用的物理页面交换到硬盘上，如图1中过程4所示。这个过程也与内存映射无关。
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);
文章目录 一、mmap 创建内存映射原理 ( 分配虚拟内存页 | 物理地址与虚拟地址进行映射 | 产生缺页异常并分配物理内存页 ) 1、分配虚拟内存页 2、物理地址与虚拟地址进行映射 3、产生缺页异常并分配物理内存页...二、mmap 库函数与 mmap 内核系统调用函数 一、mmap 创建内存映射原理 ( 分配虚拟内存页 | 物理地址与虚拟地址进行映射 | 产生缺页异常并分配物理内存页 ) ---- 1、分配虚拟内存页...分配 虚拟内存页 : 应用进程 调用 mmap 函数后 , 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 " ; 此处调用的...物理地址与虚拟地址进行映射 : 调用 Linux 内核空间 的 系统调用 mmap 函数 , 实现了 " 物理内存地址 " 与 " 虚拟内存地址 " 的映射关系 ; Linux 内核中的 mmap 系统调用函数...: int mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma) 3、产生缺页异常并分配物理内存页 缺页异常 : Linux 内核在分配 " 物理内存
学习系列：《APUE14.8》《CSAPP9.8.4》 1 总结 memory-mapped io可以将文件映射到内存中的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！
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, 对于固定内存在linux内核中有下面描述 x86 arm arm64 arch/x86/include/asm/fixmap.h...ioremap的作用是将IO和BIOS以及物理地址空间映射到在896M至1G的128M的地址空间内, 使得kernel能够访问该空间并进行相应的读写操作。...= FIXADDR_TOP >> PMD_SHIFT); /*得到固定映射区的pmd ，此pmd为虚拟地址转换为物理地址的pmd*/ pmd = fixmap_pmd(FIXADDR_TOP...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....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.
虚拟内存中连续、但物理内存中不连续的内存区，可以在vmalloc区域分配. 该机制通常用于用户过程, 内核自身会试图尽力避免非连续的物理地址。...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. ?...直接映射区 线性空间中从3G开始最大896M的区间, 为直接内存映射区，该区域的线性地址和物理地址存在线性转换关系：线性地址=3G+物理地址。...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.
物理地址属于比较好理解的，物理地址就是内存中每个内存单元的编号，这个编号是顺序排好的，物理地址的大小决定了内存中有多少个内存单元，物理地址的大小由地址总线的位宽决定!...可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境），操作系统内核均运行在实模式下，直接对物理地址进行操作！...，或者被映射到了硬盘的文件上（fopen），或者没有被映射，还有一部分在内存当中就会被划分栈，堆，其中有大片大片的内存是没有被映射的，同样物理内存也是被分页了用来与虚拟内存产生映射关系！...当我们要对物理地址做操作时比如if语句要根据CPU的状态标志寄存器来做不同的跳转，那么这个时候就要对CPU额状态寄存器做操作了就必须知道它的物理地址，内存中有一个电子元件叫MMU负责从操作系统已经初始化好的内存映射表里查询与虚拟地址对应的物理地址并转换...mov 0x4h8这个是虚拟地址，当我们要对这个虚拟地址里写数据时那么MMU会先判断CPU的分页状态寄存器里的标志状态是否被设定，如果被设定那么MMU就会捕获这个虚拟地址物理并在操作系统内核初始化好的内存映射表里查询与之对应的物理地址
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。...当进程终止时，该进程的映射内存会自动解除，也可以调用munmap解除映射，解除成功返回0，出错返回-1。那么这些参数对应着下图： ?
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 " ;
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
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...E810如何提供私有内存和主机物理地址之间的地址映射，如图9-5所示。 图左侧所示的 PM 地址表示 E810 Private Memory 地址从 0 到 8GB-1。...E810内部使用PM地址空间，将其转换为主机物理地址以访问主机内存图片图 9-5, 主机内存缓存私有内存地址空间有关四重哈希缓存的信息，请参阅第 9.3.2 节。...7、内核mmap函数通过虚拟文件系统inode模块定位到文件磁盘物理地址。8、通过remap_pfn_range函数建立页表，即实现了文件地址和虚拟地址区域的映射关系。...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/
最近在看代码的时候发现了Qt的内存映射，原来只知道MFC有内存映射机制，可以在读取大数据文件时节约读取的时间，原来Qt中也有相应的机制，其用法更简单，下面用一个小例子演示其用法 #include <QtCore...argv); QFile file("1.txt"); file.open(QIODevice::ReadWrite); qDebug() << QStringLiteral("内存大小
线性地址： 线性地址是逻辑地址到物理地址之间的一个中间层变换，程序代码会产生逻辑地址，或者说是段中的偏移地址，加上相应段的基地址就生成了一个线性地址，逻辑地址是如何知道自己的段基的址？...如果启用了分页机制，那么MMU内存管理单元会在内存映射表里寻找与线性地址对应的物理地址。若没有启用分页机制，那么线性地址直接就是物理地址。...7.内存中有一个叫MMU（内存管理单元）的电子元件负责从操作系统已经初始化好的内存映射表里查询与虚拟地址对应的物理地址并转换， 8.逻辑地址由两部份组成，段标识符和段内偏移量。...逻辑地址即程序中的段地址，比如说0x1到0x4为一个页面，那么0x1-0x4之间的段地址称为逻辑地址，逻辑地址可以通过内存中的段数组里寻找段选择符+段偏移地址轻易得到物理地址。...线性地址是逻辑地址到物理地址之间的一个中间层变换，程序代码会产生逻辑地址，或者说是段中的偏移地址，加上相应段的基地址就生成了一个线性地址。
领取专属 10元无门槛券
手把手带您无忧上云
云服务器
即时通信 IM
ICP备案
对象存储
实时音视频
