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linux之用户空间和内核空间

linux驱动程序一般工作在内核空间，但也可以工作在用户空间。下面我们将详细解析，什么是内核空间，什么是用户空间，以及如何判断他们。...Linux简化了分段机制，使得虚拟地址与线性地址总是一致，因此，Linux的虚拟地址空间也为0～4G。Linux内核将这4G字节的空间分为两部分。...于是，从具体进程的角度来看，每个进程可以拥有4G字节的虚拟空间。 Linux使用两级保护机制：0级供内核使用，3级供用户程序使用。...对内核空间来说，其地址映射是很简单的线性映射，0xC0000000就是物理地址与线性地址之间的位移量，在Linux代码中就叫做PAGE_OFFSET。 内核空间和用户空间之间如何进行通讯？...还有用户态和内核态程序通讯的方法很多，不单单是系统调用，实际上系统调用是个不好的选择，因为需要系统调用号，这个需要统一分配。 可以通过ioctl、sysfs、proc等来完成。

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【Linux 内核 内存管理】Linux 内核内存布局 ③ ( Linux 内核 动态分配内存 系统接口函数 | 统计输出 vmalloc 分配的内存 )

文章目录 一、Linux 内核 动态分配内存 系统接口函数 二、统计输出 vmalloc 分配的内存 一、Linux 内核 动态分配内存 系统接口函数 ---- Linux 内核 " 动态分配内存 "...是通过 " 系统接口 " 实现的 , 下面介绍几个重要的 接口函数 ; ① 以 " 页 " 为单位分配内存 : alloc_pages , __get_free_page ; ② 以 " 字节 " 为单位分配..." 虚拟地址连续的内存块 " : vmalloc ; ③ 以 " 字节 " 为单位分配 " 物理地址连续的内存块 " : kmalloc ; 注意 该 " 物理地址连续的内存块 " 是以 Slab 为中心的...; 二、统计输出 vmalloc 分配的内存 ---- 执行 grep vmalloc /proc/vmallocinfo 命令 , 可以统计输出 通过 vmalloc 函数分配的 " 虚拟地址连续的内存块

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linux缺页异常处理--内核空间

缺页异常被触发通常有两种情况—— 程序设计的不当导致访问了非法的地址 访问的地址是合法的，但是该地址还未分配物理页框. 下面解释一下第二种情况，这是虚拟内存管理的一个特性。...尽管每个进程独立拥有3GB的可访问地址空间，但是这些资源都是内核开出的空头支票，也就是说进程手握着和自己相关的一个个虚拟内存区域(vma)，但是这些虚拟内存区域并不会在创建的时候就和物理页框挂钩，由于程序的局部性原理...，程序在一定时间内所访问的内存往往是有限的，因此内核只会在进程确确实实需要访问物理内存时才会将相应的虚拟内存区域与物理内存进行关联(为相应的地址分配页表项，并将页表项映射到物理内存)，也就是说这种缺页异常是正常的...缺页异常的处理函数为do_page_fault()，该函数是和体系结构相关的一个函数，缺页异常的来源可分为两种，一种是内核空间(访问了线性地址空间的第4个GB)，一种是用户空间(访问了线性地址空间的0~...3GB)，以X86架构为例，先来看内核空间异常的处理。

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Linux 内核空间与用户空间实现与分析

针对 Linux 操作系统而言，最高的 1G 字节(从虚拟地址 0xC0000000 到 0xFFFFFFFF)由内核使用，称为内核空间。...换句话说就是， 最高 1G 的内核空间是被所有进程共享的！ 下图描述了每个进程 4G 地址空间的分配情况(此图来自互联网)： ?...对于 Linux 来说，通过区分内核空间和用户空间的设计，隔离了操作系统代码(操作系统的代码要比应用程序的代码健壮很多)与应用程序代码。...如何从用户空间进入内核空间 其实所有的系统资源管理都是在内核空间中完成的。比如读写磁盘文件，分配回收内存，从网络接口读写数据等等。我们的应用程序是无法直接进行这样的操作的。...整体结构 接下来我们从内核空间和用户空间的角度看一看整个 Linux 系统的结构。它大体可以分为三个部分，从下往上依次为：硬件 -> 内核空间 -> 用户空间。如下图所示(此图来自互联网)： ?

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【Linux 内核 内存管理】伙伴分配器 ② ( 伙伴分配器分配内存流程 )

文章目录 一、伙伴分配器分配内存流程 1、查询 n 阶页块 2、查询 n + 1 阶页块 3、查询 n + 2 阶页块 一、伙伴分配器分配内存流程 ---- 伙伴分配器 以 " 阶 " 为单位 , 分配.../ 释放 物理页 ; 阶 ( Order ) : 物理页 的 数量单位 , n 阶页块 指的是 2^n 个 连续的 " 物理页 " ; 页 / 阶 概念参考 【Linux 内核 内存管理...】伙伴分配器 ① ( 伙伴分配器引入 | 页块、阶 | 伙伴 ) 博客 ; " 伙伴分配器 " 分配内存流程 : 假设要 分配 n 阶页块 ; 1、查询 n 阶页块 查询当前是否有 空闲的 n...阶页块 , 如果有则 直接分配 , 如果没有 , 则进入下一步 , 查询 n + 1 阶页块 ; 2、查询 n + 1 阶页块 查询当前是否有 空闲的 n + 1 阶页块 , 如果有 , 将...n + 1 阶页块 分成 2 个 n 阶页块 , 一块插入 空闲 n 阶页块链表 ; 一块 直接分配 , 如果没有 , 则进入下一步 , 查询 n + 2 阶页块 ; 3、查询

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Linux为什么区分内核空间和用户空间 ？？？

为了保护内核的安全，操作系统一般都限制用户进程不能直接操作内核，在32位操作系统总的地址空间4G（2^32 = 4GB），实现这个限制的方式就是操作系统将总的地址空间分为两个部分，对于Linux操作系统...高位的1G空间（0xC000 0000 - 0xFFFF FFFF）分配给内核，称为内核空间，内核程序运行在内核空间，对应的进程就处于内核态（管态）。 2....另外3G空间（0x0000 0000 - 0xBFFF FFFF）分配给用户使用，称为用户空间，用户程序运行在用户空间，对应的进程处于用户态（目态）。...Linux操作系统通过区分内核空间和用户空间的这种设计，将操作系统代码和用户程序代码分开，这样即使在某一个应用程序出错，也不会影响到操作系统，再说，Linux操作系统是多任务系统，其它应用程序不也还能运行...现代操作系统基本上都是分内核空间和用户空间的做法，来保护操作系统自身的安全性和稳定性，这也是区分内核空间和用户空间的本质。 ---- 分享是一种积极的生活态度

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【Linux 内核 内存管理】memblock 分配器 ⑤ ( Linux 内核中定义 memblock 分配器的位置 | ARM64体系架构下 Linux内核初始化 memblock 分配器流程 )

文章目录 一、Linux 内核中定义 memblock 分配器的位置 二、ARM64 体系架构下 Linux 内核初始化 memblock 分配器流程 三、arm64_memblock_init 函数完整源码...一、Linux 内核中定义 memblock 分配器的位置 ---- Linux 内核 定义 memblock 分配器 位置 : Linux 内核源码 linux-4.12\mm\memblock.c...-4.12\mm\memblock.c#34 二、ARM64 体系架构下 Linux 内核初始化 memblock 分配器流程 ---- 先在 linux-4.12\init#488 位置的 asmlinkage...分配器的核心函数 ; ARM64 体系架构下 Linux 内核初始化 memblock 分配器流程 : ① 解析 " 设备树二进制文件 " /memory 节点 , 将 " 所有物理内存 " 纳入到...memblock 分配器 管理之下 ; 该步骤对应的 Linux 源代码是在 linux-4.12\arch\arm64\mm\init.c#367 位置 ; /* Handle linux,usable-memory-range

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【Linux 内核 内存管理】内存管理架构 ① ( 内存管理架构组成 | 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 | Linux 内核架构层次 | Linux 系统调用接口 )

文章目录 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 ) 二、Linux 内核架构层次 三、Linux 系统调用接口 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU..." ; ② 内核空间 : Linux 内核启动后 , 一直 驻留在内存 中 , 应用程序 不能 读写 内核空间数据 , 不能直接调用 内核源码 中的函数 ; 只能通过 " 系统调用 " 间接调用 内核函数...内核架构层次 ---- 整个操作系统 由 应用层 , Library Routine , 内核 , 硬件 组成 ; 层次架构如下 : Linux 内核 需要 " 管理硬件 " , 如 : CPU 处理器...系统调用接口 ---- " 系统调用 " 接口 , 可以调用 " " Linux 内核 " 中的如下功能 : ① 进程调度 : 内核 调用 CPU 处理器 实现 进程调度 ; ② 内存管理 : 内核...Linux 内核是如何管理设备的 , 系统调用接口没有关于 " 设备管理 " 的调用接口 ;

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Linux用户空间与内核空间通信(Netlink通信机制)

一，什么是Netlink通信机制 Netlink是linux提供的用于内核和用户态进程之间的通信方式。但是注意虽然Netlink主要用于用户空间和内核空间的通信，但是也能用于用户空间的两个进程通信。...一般来说用户空间和内核空间的通信方式有三种：/proc、ioctl、Netlink。而前两种都是单向的，但是Netlink可以实现双工通信。...前面我们也说过，Netlink不仅可以实现用户-内核空间的通信还可使现实用户空间两个进程之间，或内核空间两个进程之间的通信。该属性为0时一般指内核。...六：内核态程序 范例一 #include #include #include #include <linux...但是对于Netlink必须要有这一步bind，因为Netlink内核可不会为我们分配一个pid。

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【Linux 内核】Linux 内核体系架构 ( 硬件层面 | 内核空间 | 用户空间 | 内核态与用户态切换 | 系统调用 | 体系结构抽象层 )

文章目录 一、Linux 内核体系架构 二、内核态与用户态切换 ( 系统调用层 ) 三、体系结构抽象层 一、Linux 内核体系架构 ---- Linux 内核最初的源码不足一万行 , 当前的 Linux...分为三个层次 : 硬件层面 : 包括 CPU , 物理内存 , 磁盘 , 外部设备 等硬件 ; 内核空间 : 这就是 Linux 内核的核心 , 如 : Arch 抽象层 , 设备管理抽象层 , 内存管理..., 中断管理 , 进程调度 , 文件系统管理 , USB / PCI 总线设备 , 设备驱动 ( 字符设备 / 网络设备 / 块设备 / KVM ) , 系统调用层 ; 用户空间 : C 语言库 ,..., 只需要 调用系统提供的 系统调用 接口 , 即可访问内核 ; 三、体系结构抽象层 ---- Linux 内核 支持多种体系结构 , Linux 系统可以运行在 arm 架构的处理器设备 上 ,...如 Android ; 也可以运行在 x86 架构的处理器 上运行 , 如 PC 机 , 服务器等 ; 实际上 Linux 内核支持很多体系结构 , 为 Linux 内核添加一个新的体系结构很简单

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用户空间和内核空间

学习 Linux 时，经常可以看到两个词：User space（用户空间）和Kernel space（内核空间）。...简单说，Kernel space 是 Linux 内核的运行空间，User space 是用户程序的运行空间。为了安全，它们是隔离的，即使用户的程序崩溃了，内核也不受影响。...str="my string"// 用户空间 x=x+2 file.write(str)// 切换到内核空间 y=x+4// 切换回用户空间 上面代码中，第一行和第二行都是简单的赋值运算，在User space...查看 CPU 时间在 User space 与 Kernel Space 之间的分配情况，可以使用top命令。它的第三行输出就是 CPU 时间分配统计。 这一行有 8 项统计指标。...参考链接：https://drawings.jvns.ca/userspace/ https://www.lifewire.com/linux-top-command-2201163

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linux内核调度算法（2）–CPU时间片如何分配

就是在这颗CPU上，会比较均匀的把时间分配给这几个nginx worker，每个worker进程运行完一个时间片后，内核需要做进程切换，把正在运行的进程上下文保存下来。...内核分配时间片是有策略和倾向性的。换句话说，内核是偏心的，它喜欢的是IO消耗型进程，因为这类进程如果不能及时响应，用户就会很不爽，所以它总会下意识的多分配CPU运行时间给这类进程。...虽然内核尽量多的分配时间片给IO消耗型进程，但IO消耗进程常常在睡觉，给它的时间片根本用不掉。很合理吧？ 那么内核具体是怎么实现这种偏心呢？...通过动态调整进程的优先级，以及分配不同长短的CPU时间处来实现。先说内核如何决定时间片的长度。 对每一个进程，有一个整型static_prio表示用户设置的静态优先级，内核里它与nice值是对应的。...内核就是这么偏爱交互型进程，从上面的优先级和时间片分配上都能看出来。实际上，内核还有方法对交互型进程搞优待。

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Linux中的快速文件空间分配：fallocate命令详解

在Linux系统中，有时候我们需要快速创建一个大文件来进行某些测试或验证操作，传统的方式可能会消耗大量的时间。在这种情况下，fallocate命令就成了一把利器。...1. fallocate命令简介 fallocate命令用于预分配或取消分配文件空间。不同于其他方法，这个命令可以快速为文件分配空间，而不需要实际写入任何数据。...testfile 上述命令在现有文件中，从500MB的位置开始预留1GB的空间。...以下是两者的比较： fallocate：快速分配空间，不写入数据。 dd：按指定大小写入数据，速度较慢。 5. 注意事项 fallocate仅适用于支持预分配的文件系统，如ext4。...总结 fallocate命令是Linux下一个强大的文件操作工具，可以快速分配或取消分配文件空间。通过理解和学会这一命令，我们可以在合适的场景下实现更高效的文件操作。

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租户分配hdfs空间问题

今天一个租户运行job报错，发现是hdfs空间不足，当时租户入住是有set quota的，于是复习一下 hadoop fs -count 的结果含义 最近要对hdfs上空间使用和文件结点使用增加报警，当超过一定的限额的时候就要发报警好通知提前准备...hdfs://user/sn001:9000/user/sn001 第一个数值2表示/sunwg下的文件夹的个数， 第二个数值1表是当前文件夹下文件的个数， 第三个数值108表示该文件夹下文件所占的空间大小...选项可以查看当前文件夹的限额使用情况， 第一个数值1024，表示总的文件包括文件夹的限额 第二个数值1021表示目前剩余的文件限额，即还可以创建这么多的文件或文件夹 第三个数值10240表示当前文件夹空间的限额...第四个数值10132表示当前文件夹可用空间的大小，这个限额是会计算多个副本的 剩下的三个数值与-count的结果一样 hadoop dfsadmin -setSpaceQuota 命令 hadoop...特别是在Hadoop处理大量资料的环境，如果没有配额管理，很容易把所有的空间用完造成别人无法存取。

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alloc_page分配内存空间--Linux内存管理(十七)

Linux内核使用二进制伙伴算法来管理和分配物理内存页面, 该算法由Knowlton设计, 后来Knuth又进行了更深刻的描述....内核如何记住哪些内存块是空闲的 分配空闲页面的方法 影响分配器行为的众多标识位 内存碎片的问题和分配器如何处理碎片 2 内存分配API 2.1 内存分配器API 就伙伴系统的接口而言, NUMA或UMA...因此内核在各次分配之后都必须检查返回的结果. 这种惯例与设计得很好的用户层应用程序没什么不同, 但在内核中忽略检查会导致严重得多的故障 内核除了伙伴系统函数之外, 还提供了其他内存管理函数....它们以伙伴系统为基础, 但并不属于伙伴分配器自身. 这些函数包括vmalloc和vmalloc_32, 使用页表将不连续的内存映射到内核地址空间中, 使之看上去是连续的....在预期内存域没有空闲空间的情况下, 该列表确定了扫描系统其他内存域(和结点)的顺序.

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用户空间和内核空间是什么？

来源：阮一峰的网络日志 | 作者：阮一峰 学习 Linux 时，经常可以看到两个词：User space（用户空间）和 Kernel space（内核空间）。...简单说，Kernel space 是 Linux 内核的运行空间，User space 是用户程序的运行空间。为了安全，它们是隔离的，即使用户的程序崩溃了，内核也不受影响。...涛声依旧注：虚拟内存被操作系统划分成两块：内核空间和用户空间，内核空间是内核代码运行的地方，用户空间是用户程序代码运行的地方。当进程运行在内核空间时就处于内核态，当进程运行在用户空间时就处于用户态。...涛声依旧注：通过系统接口，进程可以从用户空间切换到内核空间。...查看 CPU 时间在 User space 与 Kernel Space 之间的分配情况，可以使用top命令。它的第三行输出就是 CPU 时间分配统计。 这一行有 8 项统计指标。

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