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 " ;
之前写过一篇《CPU是如何访问内存的?》的文章,简单介绍了cpu访问内存的过程。有了之前的感性认识,这篇站在arm的角度再深度讲解一下,看完你会发现不理解arm原理就直接撸内核代码简直是耍流氓。
在 Linux 系统中,采用了虚拟内存管理技术,事实上大多数现在操作系统都是如此!在 Linux 系统中,每一个进程都在自己独立的地址空间中运行,在 32 位系统中,每个进程的逻辑地址空间均为 4GB,这 4GB 的内存空间按照 3:1 的比例进行分配,其中用户进程享有 3G 的空间,而内核独自享有剩下的 1G 空间,如下所示:
Linpmem是一款功能强大的Linux物理内存提取工具,该工具专为x64 Linux设计,可以帮助广大研究人员在执行安全分析过程中快速读取Linux物理内存数据。
Kmalloc分配的是连续的物理地址空间。如果需要连续的物理页,可以使用此函数,这是内核中内存分配的常用方式,也是大多数情况下应该使用的内存分配方式。
在 x86 系统中,内存管理中的分页机制是非常重要的,在Linux操作系统相关的各种书籍中,这部分内容也是重笔浓彩。
Linux 内存管理模型非常直接明了,因为 Linux 的这种机制使其具有可移植性并且能够在内存管理单元相差不大的机器下实现 Linux,下面我们就来认识一下 Linux 内存管理是如何实现的。
饭是一口一口的吃,计算机也是一步一步的发展,例如下面这张英特尔公司的 CPU 型号历史:
理解Linux内核最好预备的知识点 Linux内核的特点 Linux内核的任务 内核的组成部分 哪些地方用到了内核机制? Linux进程 Linux创建新进程的机制 Linux线程 内核线程 地址空间与特权级别 虚拟地址与物理地址 特权级别(Linux的两种状态) 系统调用 设备驱动程序、块设备和字符设备 网络 文件系统
在x86系统中,为了能够更加充分、灵活的使用物理内存,把物理内存按照4KB的单位进行分页。
对于 C/C++ 来说,程序中的内存包括这几部分:栈区、堆区、静态区 等,其中各个部分功能都不相同,比如函数的栈帧位于 栈区,动态申请的空间位于 堆区,全局变量和常量位于 静态区 ,区域划分的意义是为了更好的使用和管理空间,那么 真实物理空间 也是如此划分吗?多进程运行 时,又是如何区分空间的呢?写时拷贝 机制原理是什么?本文将对这些问题进行解答
1)物理地址:CPU地址总线传来的地址,由硬件电路控制其具体含义。物理地址中很大一部分是留给内存条中的内存的,但也常被映射到其他存储器上(如显存、BIOS等)。在程序指令中的虚拟地址经过段映射和页面映射后,就生成了物理地址,这个物理地址被放到CPU的地址线上。
Leo Hou,目前就职于IC行业某硬件数据加速独角兽企业,从事虚拟化方向,聚焦于基于QEMU/KVM的IO虚拟化和系统虚拟化,主要负责虚拟化相关方案和团队建设。
纠正一直以来的对地址(指针)的层次上的错误观点!深入学习进程地址空间并克服Linux学习的第一道险关:4.1中的3:统一性!
其实现实中,CPU通用寄存器的速度和主存之间存在着太大的差异。两者之间的速度大致如下关系:
在第一篇文章中,我们就提到,现代操作系统是从最古老的 8086 系统一步一步发展而来的。
用户空间(User Space) :用户空间又包括用户的应用程序(User Applications)、C 库(C Library) 。
Linux的内存管理分为 虚拟内存管理 和 物理内存管理,本文主要介绍 虚拟内存管理 的原理和实现。在介绍 虚拟内存管理 前,首先介绍一下 x86 CPU 内存寻址的具体过程。
对于精通 CURD 的业务同学,内存管理好像离我们很远,但这个知识点虽然冷门(估计很多人学完根本就没机会用上)但绝对是基础中的基础。
不是白白浪费了 CPU 的资源吗? 官方解释说,因为单线程已经够用了,CPU 不是 redis 的瓶颈。Redis 的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽。既然单线程容易实现,而且 CPU 不会成为瓶颈,那就顺理成章地采用单线程的方案了。
毋庸置疑,虚拟内存是操作系统中最重要的概念之一。我想主要是由于内存的重要”战略地位”。CPU太快,但容量小且功能单一,其他 I/O 硬件支持各种花式功能,可是相对于 CPU,它们又太慢。于是它们之间就需要一种润滑剂来作为缓冲,这就是内存大显身手的地方。
上篇文章(【i.MX6ULL】驱动开发3——GPIO寄存器配置原理),介绍了i.MX6ULL芯片的GPIO的工作原理与寄存器配置。
昨天下午,旁边的同事在学习Linux系统中的虚拟地址映射(经典书籍《程序员的自我修养-链接、装载与库》),在看到6.4章节的时候,对于一个可执行的ELF文件中,虚拟地址的值百思不得其解!
计算机是用来执行简单任务的复杂机器:比如 上网、文本编辑、网页服务、视频游戏……,还可以对数据进行操作,图片 音乐 文本 数据库……
如上图,程序1、程序2、程序3装入到内存,而程序2运行完成被换出,内存空闲出20k,然后进来程序4,大小为25K,此时,只有两处空闲块,10K和20K,没有一处是符合条件的,应该怎么办?一个明显的办法就是将两块空闲区域进行合并,形成一个大小为30K的空闲块满足程序4。
毋庸置疑,虚拟内存绝对是操作系统中最重要的概念之一。我想主要是由于内存的重要”战略地位”。CPU太快,但容量小且功能单一,其他 I/O 硬件支持各种花式功能,可是相对于 CPU,它们又太慢。于是它们之间就需要一种润滑剂来作为缓冲,这就是内存大显身手的地方。
这是向MIPS架构移植软件的问题系列之第二篇。上一篇《MIPS架构深入理解8-向MIPS架构移植软件之大小端问题》中,我们讨论了大小端对于移植代码的影响。那么本文,我们再从Cache理解一下对于移植代码的影响,尤指底层代码或操作系统代码。
ARM 存储 体系 简介 : ARM 处理器分为三个等级, 处理器寄存器 -> TCM 存储器 -> 辅助存储器, 由上到下, 处理速度依次变慢, 但是存储空间依次增加 ;
我们接着看linux初始化内存的下半部分,等内存初始化后就可以进入真正的内存管理了,初始化我总结了一下,大体分为三步:
廖威雄,目前就职于珠海全志科技股份有限公司从事linux嵌入式系统(Tina Linux)的开发,主要负责文件系统和存储的开发和维护,兼顾linux测试系统的设计和持续集成的维护。
前不久组内又有一次我比较期待的分享:”Linux 的虚拟内存”。是某天晚上加班时,我们讨论虚拟内存的概念时,leader 发现几位同事对虚拟内存认识不清后,特意给这位同学挑选的主题(笑)。
虚拟内存是实现分段和分页的关键所在,而分段和分页是操作系统管理内存的两个核心机制。
先解释下一个困扰了我很久的问题:虚拟地址(vitural address)和逻辑地址(logical address)的区别。
前不久组内又有一次我比较期待的分享:“Linux 的虚拟内存”。是某天晚上加班时,我们讨论虚拟内存的概念时,leader 发现几位同事对虚拟内存认识不清后,特意给这位同学挑选的主题。
假设有一个富翁,私生子比较多,但是彼此不知道各自的存在 大富翁给A花了大饼,说等他死后,10亿家产都是A的,同样的大饼大富翁也给B、C、D画上了, A 、B、C、D四个人都认为大富翁死后自己继承10亿家产 A找到大富翁,想要5万块买个表,大富翁答应了 D打电话给大富翁说想要5亿美金,摆平社会上的事,大富翁拒绝了 无论是A要到了,还是D没要到,每一个人依旧认为未来自己一定会具有10亿美金 大富翁给每一个人画的饼叫做 进程地址空间
linux内存管理卷帙浩繁,本文只能层层递进地带你领略冰山轮廓,通过本文你将了解到以下内容:
在上一篇文章中Linux从头学05-系统启动过程中的几个神秘地址,你知道是什么意思吗?,我们以几个重要的内存地址为线索,介绍了 x86 系统在上电开机之后:
原文发布于微信公众号 - 云服务与SRE架构师社区(ai-cloud-ops),作者李勇。
来源 | https://zhenbianshu.github.io/ 前不久组内又有一次我比较期待的分享:”Linux 的虚拟内存”。是某天晚上加班时,我们讨论虚拟内存的概念时,leader 发现几位同事对虚拟内存认识不清后,特意给这位同学挑选的主题(笑)。 之前了解一些操作系统的概念,主要是毕业后对自己大学四年的荒废比较懊恼,觉得自己有些对不起计算机专业出身,于是在工作之余抽出时间看了哈工大在网易云课堂的操作系统公开课,自己也读了一本讲操作系统比较浅的书 《Linux内核设计与实现》,而且去年自己用 C
本系列是对 陈莉君 老师 Linux 内核分析与应用[1] 的学习与记录。讲的非常之好,推荐观看
有了这个基本框架,我们对于语言的学习更加易于理解,但是地址空间究竟是什么❓我们对其并不了解,是不是内存呢?对于是什么这个问题,我们需要通过一个例子来进行切入,见一见现象
经过前三篇的认识,现在应该已经大致认识到了进程到底是什么,也认识了进程的状态,进程的优先级,环境变量等知识。今天我们继续学习,来一起认识地址空间!!!
上一节内容的学习我们知道了CPU是如何访问内存的,CPU拿到内存后就可以向其它人(kernel的其它模块、内核线程、用户空间进程、等等)提供服务,主要包括: 以虚拟地址(VA)的形式,为应用程序提供远大于物理内存的虚拟地址空间(Virtual Address Space) 每个进程都有独立的虚拟地址空间,不会相互影响,进而可提供非常好的内存保护(memory protection) 提供内存映射(Memory Mapping)机制,以便把物理内存、I/O空间、Kernel Image、文件等对象映射到相应进
上一节内容的学习我们知道了CPU是如何访问内存的,CPU拿到内存后就可以向其它人(kernel的其它模块、内核线程、用户空间进程、等等)提供服务,主要包括:
摘 要:本文通过解剖Linux操作系统的虚拟存储管理机制,说明了Linux虚拟存储的特点、虚拟存储器的实现方法,并基于Linux Kernel Source 1.0,详细分析有关虚拟存诸管理的主要数据结构之间的关系。
(本文发表于1月份)最近Windows和Linux都发送了重大安全更新,为防范这个尚未完全公开的问题,在最坏的情况下,它可能会导致性能下降多达一半。
一般情况下,Linux系统中进程的4GB内存空间被划分为2个部分-------用户空间和内核空间,大小分别为0~3G,3~4G。用户进程通常,只能访问用户空间的虚拟地址,不能访问内核空间的虚拟地址。
之前通过读取/proc/pid/mem的方法读取某个进程的内存数据,mem内部是用copy_from_user实现的,是对虚拟地址进行的操作。但是在某一时刻,该进程的所有内存页不一定都已经被加载到内存。由于虚拟内存的存在,只有那页代码被访问到时(copy_from_user()会判断缺页的情况),才会产生缺页中断,将该页代码加载到内存。这种方式并不够理想,理想的方法是判断哪些数据页已加载到内存中,然后对其进行度量。
在学习C/C++时我们都有接触过内存区域划分这个概念,也知道它表示的是程序加载到内存中不同的数据所分布的不同的区域,但是我们并不清楚它是什么东西,在哪里存储着,为什么要有它,它又是怎样实现的。今天我们就来解决这些疑惑。
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