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【Linux 内核 内存管理】mmap 系统调用源码分析 ① ( mmap 与 mmap2 系统调用 | Linux 内核中的 mmap 系统调用源码 )

文章目录 一、mmap 与 mmap2 系统调用 二、Linux 内核中的 mmap 系统调用源码 一、mmap 与 mmap2 系统调用 ---- mmap 创建 " 内存映射 " 的 系统调用 有...2 种实现 , mmap 和 mmap2 ; 2 者区别是 : mmap 偏移单位是 " 字节 " , mmap2 偏移单位是 " 页 " , 但是在 arm 64 体系架构中 , 没有实现 mmap2..., 只实现了 mmap 系统调用 ; 二、Linux 内核中的 mmap 系统调用源码 ---- arm64 架构体系中 , 使用 mmap 系统调用 创建 " 内存映射 " , 调用 mmap 系统调用函数...函数 , 继续向下执行 ; mmap 系统调用代码如下 : SYSCALL_DEFINE1(old_mmap, struct mmap_arg_struct __user *, arg) { struct...>> PAGE_SHIFT); } 参考路径 : linux-4.12\mm\mmap.c#1534

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系统调用mmap的内核实现分析

看下mmap系统调用对应的内核源码： // arch/x86/kernel/sys_x86_64.c SYSCALL_DEFINE6(mmap, unsigned long, addr, unsigned..., &uf); ... } return ret; } 该方法又调用了do_mmap_pgoff： // include/linux/mm.h...之后，如果我们是想mmap一个file，则调用call_mmap： // include/linux/fs.h static inline int call_mmap(struct file *file...再回到上面的mmap_region方法，如果我们mmap的是一块anonymous的内存区域，则会调用vma_set_anonymous方法： // include/linux/mm.h static...由上可以看到，mmap系统调用只是为当前进程分配并初始化了一个vma实例，用来标识该进程拥有这段以vma表示的内存空间，并没有实际分配物理内存。 对此感兴趣的朋友也可以去读读相关的内核源码。 完。

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【Linux 内核 内存管理】mmap 系统调用源码分析 ④ ( do_mmap 函数执行流程 | do_mmap 函数源码 )

文章目录 一、do_mmap 函数执行流程 二、do_mmap 函数源码 调用 mmap 系统调用 , 先检查 " 偏移 " 是否是 " 内存页大小 " 的 " 整数倍 " , 如果偏移是内存页大小的整数倍..., 则调用 sys_mmap_pgoff 函数 , 继续向下执行 ; 在 sys_mmap_pgoff 系统调用函数 中 , 最后调用了 vm_mmap_pgoff 函数 , 继续向下执行 ; 在 vm_mmap_pgoff...函数 中 , 核心处理过程就是调用 do_mmap 函数 , 这是 " 内存映射 " 创建的主要函数逻辑 ; 一、do_mmap 函数执行流程 ---- do_mmap 函数 , 主要功能是 创建 "..." 内存映射 " 主要是 do_mmap 函数实现的 , 该函数定义在 Linux 内核源码的 linux-4.12\mm\mmap.c#1320 位置 ; do_mmap 函数源码如下 : /*...(flags & (MAP_POPULATE | MAP_NONBLOCK)) == MAP_POPULATE)) *populate = len; return addr; } 源码路径 : linux

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【Linux 内核 内存管理】mmap 系统调用源码分析 ③ ( vm_mmap_pgoff 函数执行流程 | vm_mmap_pgoff 函数源码 )

文章目录 一、vm_mmap_pgoff 函数执行流程 二、vm_mmap_pgoff 函数源码 调用 mmap 系统调用 , 先检查 " 偏移 " 是否是 " 内存页大小 " 的 " 整数倍 " ,...如果偏移是内存页大小的整数倍 , 则调用 sys_mmap_pgoff 函数 , 继续向下执行 ; 在 sys_mmap_pgoff 系统调用函数 中 , 最后调用了 vm_mmap_pgoff 函数..., 继续向下执行 ; 一、vm_mmap_pgoff 函数执行流程 ---- 在 vm_mmap_pgoff 函数中 , 首先 , 以 " 写者 " 身份 , 向 Linux 内核申请 读写 " 信号量...函数源码 ---- vm_mmap_pgoff 函数定义在 Linux 内核源码中的 linux-4.12\mm\util.c#296 位置 ; vm_mmap_pgoff 函数源码如下 : unsigned...(mm, &uf); if (populate) mm_populate(ret, populate); } return ret; } 源码路径 : linux-4.12\mm\util.c

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【Linux 内核 内存管理】mmap 系统调用源码分析 ⑤ ( mmap_region 函数执行流程 | mmap_region 函数源码 )

文章目录 一、mmap_region 函数执行流程 1、检查内存申请是否合法 2、创建 " 虚拟内存区域 " 二、mmap_region 函数源码 调用 mmap 系统调用 , 先检查 " 偏移 "...; 在 do_mmap 函数中 , 调用了 mmap_region 函数 , 创建 " 虚拟内存区域 " ; 一、mmap_region 函数执行流程 ---- 1、检查内存申请是否合法 在 mmap_region...may_expand_vm(mm, vm_flags, (len >> PAGE_SHIFT) - nr_pages)) return -ENOMEM; } 源码路径 : linux-..., prev, rb_link, rb_parent); 源码路径 : linux-4.12\mm\mmap.c#1710 vma_set_page_prot(vma); 源码路径 : linux-4.12...\mm\mmap.c#1743 二、mmap_region 函数源码 ---- mmap_region 函数源码 定义在 Linux 内核源码的 linux-4.12\mm\mmap.c#1602 位置

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Linux mmap原理

Linux mmap原理 前言 Linux段页式内存管理 mmap mmap内存映射原理 文字概述 mmap函数参数介绍 源码解析 1. 文件映射 2....缺页异常 mmap 和常规文件操作的区别 mmap 使用的细节 小结 ---- 前言 mmap是linux操作系统提供给用户空间调用的内存映射函数，很多人仅仅只是知道可以通过mmap完成进程间的内存共享和减少用户态到内核态的数据拷贝次数...mmap的实现不是基于linux 0.11的虚拟内存管理方式，而是更复杂的方式，这里大家需要记住上面标红的那段话。...说白了，mmap的关键点是实现了用户空间虚拟地址直接映射到页Buffer物理页上，从而实现用户空间无需进入内核即可访问页Buffer。因此mmap效率更高。...，有2次文件拷贝工作 使用内存映射文件读/写的流程: 其特点为： 用户空间与内核空间的交互式通过映射的区域直接交互，用内存的读取代替I/O读写，文件读写效率高 可实现高效的大规模数据传输 在Linux

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Linux内存映射——mmap

Linux提供了mmap()函数，用来映射物理内存。...ptr=mmap(NULL, len , PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED , fd , 0); 通过mmap()实现共享内存的通信方式有许多特点和要注意的地方...三 mmap进行内存映射的原理 mmap系统调用的最终目的是将,设备或文件映射到用户进程的虚拟地址空间,实现用户进程对文件的直接读写,这个任务可以分为以下三步: 1.在用户虚拟地址空间中寻找空闲的满足要求的一段连续的虚拟地址空间...(设备驱动完成) 建立文件映射的第二步就是建立虚拟地址和具体的物理地址之间的映射,这是通过修改进程页表来实现的.mmap方法是file_opeartions结构的成员: int (*mmap)(...而对于mmap函数映射的是物理地址到进程虚拟地址，而不是把物理地址映射到内核虚拟地址。而ioremap函数是将物理地址映射为内核虚拟地址。

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【Linux 内核 内存管理】mmap 系统调用源码分析 ② ( sys_mmap_pgoff 系统调用函数执行流程 | sys_mmap_pgoff 函数源码 )

文章目录 一、sys_mmap_pgoff 系统调用函数执行流程 二、sys_mmap_pgoff 系统调用函数源码 调用 mmap 系统调用 , 先检查 " 偏移 " 是否是 " 内存页大小 " 的..." 整数倍 " , 如果偏移是内存页大小的整数倍 , 则调用 sys_mmap_pgoff 函数 , 继续向下执行 ; 一、sys_mmap_pgoff 系统调用函数执行流程 ---- 在 sys_mmap_pgoff...函数 , 继续向后执行 ; 二、sys_mmap_pgoff 系统调用函数源码 ---- 该 sys_mmap_pgoff 系统调用函数源码 , 定义在 Linux 内核源码的 linux-4.12\...mm\mmap.c#1475 位置 ; sys_mmap_pgoff 函数源码如下 : SYSCALL_DEFINE6(mmap_pgoff, unsigned long, addr, unsigned...(file, addr, len, prot, flags, pgoff); out_fput: if (file) fput(file); return retval; } 源码路径 : linux

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从内核世界透视 mmap 内存映射的本质（源码实现篇）

本文基于内核 5.4 版本源码讨论 本文我们将进入到内核源码实现中，来看一下虚拟内存分配的过程，在这个过程中，我们还可以亲眼看到前面介绍的 mmap 内存映射原理在内核中具体是如何实现的，下面我们就从...4.1 文件映射与匿名映射区的布局 文件映射与匿名映射区的布局在 linux 内核中分为两种：一种是经典布局，另一种是新式布局，不同的体系结构可以通过内核参数 /proc/sys/vm/legacy_va_layout...arch_get_unmapped_area 和 arch_get_unmapped_area_topdown 函数，内核都会提供默认的实现，不同体系结构如果没有特殊的定制需求，无需单独实现。...从内核世界透视 mmap 内存映射的本质.png 在原理篇中笔者首先通过五个角度为大家详细介绍了 mmap 的使用方法及其在内核中的实现原理，这五个角度分别是： 私有匿名映射，其主要用于进程申请虚拟内存...介绍完原理之后，在本文的源码实现篇中笔者花了大量的篇幅介绍了 mmap 在内核中的源码实现，其中最核心的两个函数是： get_unmapped_area 函数用于在进程虚拟内存空间中为本次 mmap 映射寻找出一段未被映射的空闲虚拟内存地址范围

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从内核世界透视 mmap 内存映射的本质（源码实现篇）

本文基于内核 5.4 版本源码讨论 本文我们将进入到内核源码实现中，来看一下虚拟内存分配的过程，在这个过程中，我们还可以亲眼看到前面介绍的 mmap 内存映射原理在内核中具体是如何实现的，下面我们就从...4.1 文件映射与匿名映射区的布局 文件映射与匿名映射区的布局在 linux 内核中分为两种：一种是经典布局，另一种是新式布局，不同的体系结构可以通过内核参数 /proc/sys/vm/legacy_va_layout...arch_get_unmapped_area 和 arch_get_unmapped_area_topdown 函数，内核都会提供默认的实现，不同体系结构如果没有特殊的定制需求，无需单独实现。...从内核世界透视 mmap 内存映射的本质.png 在原理篇中笔者首先通过五个角度为大家详细介绍了 mmap 的使用方法及其在内核中的实现原理，这五个角度分别是： 私有匿名映射，其主要用于进程申请虚拟内存...介绍完原理之后，在本文的源码实现篇中笔者花了大量的篇幅介绍了 mmap 在内核中的源码实现，其中最核心的两个函数是： get_unmapped_area 函数用于在进程虚拟内存空间中为本次 mmap 映射寻找出一段未被映射的空闲虚拟内存地址范围

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从内核世界透视 mmap 内存映射的本质（源码实现篇）

本文基于内核 5.4 版本源码讨论 本文我们将进入到内核源码实现中，来看一下虚拟内存分配的过程，在这个过程中，我们还可以亲眼看到前面介绍的 mmap 内存映射原理在内核中具体是如何实现的，下面我们就从...4.1 文件映射与匿名映射区的布局 文件映射与匿名映射区的布局在 linux 内核中分为两种：一种是经典布局，另一种是新式布局，不同的体系结构可以通过内核参数 /proc/sys/vm/legacy_va_layout...arch_get_unmapped_area 和 arch_get_unmapped_area_topdown 函数，内核都会提供默认的实现，不同体系结构如果没有特殊的定制需求，无需单独实现。...从内核世界透视 mmap 内存映射的本质.png 在原理篇中笔者首先通过五个角度为大家详细介绍了 mmap 的使用方法及其在内核中的实现原理，这五个角度分别是： 私有匿名映射，其主要用于进程申请虚拟内存...介绍完原理之后，在本文的源码实现篇中笔者花了大量的篇幅介绍了 mmap 在内核中的源码实现，其中最核心的两个函数是： get_unmapped_area 函数用于在进程虚拟内存空间中为本次 mmap 映射寻找出一段未被映射的空闲虚拟内存地址范围

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从内核世界透视 mmap 内存映射的本质（源码实现篇）

笔者曾在之前的文章 《深入理解 Linux 物理内存分配全链路实现》 中详细地为大家介绍了物理内存的分配过程，那么虚拟内存的分配过程又是什么样的呢？...本文我们将进入到内核源码实现中，来看一下虚拟内存分配的过程，在这个过程中，我们还可以亲眼看到前面介绍的 mmap 内存映射原理在内核中具体是如何实现的，下面我们就从 mmap 系统调用的入口处来开始本文的内容...arch_get_unmapped_area 和 arch_get_unmapped_area_topdown 函数，内核都会提供默认的实现，不同体系结构如果没有特殊的定制需求，无需单独实现。...从内核世界透视 mmap 内存映射的本质.png 在原理篇中笔者首先通过五个角度为大家详细介绍了 mmap 的使用方法及其在内核中的实现原理，这五个角度分别是： 私有匿名映射，其主要用于进程申请虚拟内存...介绍完原理之后，在本文的源码实现篇中笔者花了大量的篇幅介绍了 mmap 在内核中的源码实现，其中最核心的两个函数是： get_unmapped_area 函数用于在进程虚拟内存空间中为本次 mmap 映射寻找出一段未被映射的空闲虚拟内存地址范围

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Linux mmap完全剖析

在 32位的 Linux 内核中，每个进程都独有 4GB 的虚拟内存空间，但所有进程却共用相同的物理内存空间。...vm_area_struct 结构 在Linux内核中，虚拟内存是用过结构体 vm_area_struct 来管理的，通过 vm_area_struct 结构体可以把虚拟内存划分为多个用途不相同的内存区...当调用 mmap() 时，内核会创建一个 vm_area_struct 结构，并且把 vm_start 和 vm_end 指向虚拟内存空间的某个内存区，并且把 vm_file 字段指向映射的文件对象。...一般来说，对映射的内存空间进行读写并不会实时写入到文件中，所以要对内存与文件进行同步时需要调用 msync() 函数来实现。...对文件的读写 像 read()/write() 这些系统调用，首先需要进行内核空间，然后把文件内容读入到缓存中，然后再对缓存进行读写操作，最后由内核定时同步到文件中。过程如下图： ?

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实时Linux内核的实现

目前Linux内核主线不支持软实时，而是使用下面2个仓库存放和Linux内核主线的版本对应的实时内核的源代码。...(3)在实时内核中大多数禁止内核抢占的临界区可以变成可抢占的，为了兼顾非实时内核和实时内核，引入本地锁，非实时内核把本地锁映射到禁止内核抢占和禁止硬中断，实时内核把本地锁映射到使用实时互斥锁实现的自旋锁...(1)Linux内核使用虚拟内存，对用户空间的内存（包括栈、代码段、数据段以及使用函数malloc()或mmap()动态分配的内存）使用惰性分配的策略，如果实时进程访问的虚拟页没有映射到物理页，那么会触发页错误异常...13.对实时应用程序的要求 Linux内核对用户空间的内存（包括栈、代码段、数据段以及使用函数malloc()或mmap()动态分配的内存）使用惰性分配的策略，在内存不足的时候回收物理页，导致实时进程在访问页的时候触发页错误异常...14.参考文档 (1)A realtime preemption overview，https://lwn.net/Articles/146861/，（说明：Linux内核没有完全按照这篇文档实现） (

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linux内核设计与实现

线程在linux中的实现 4.1 liunx线程概述 一组线程共享进程内的内存地址空间，打开的文件和其他资源 线程机制支持并发程序设计技术，多处理器上保证真正的并行处理 linux实现线程的机制非常独特...，从内核角度看，没有线程的概念 linux把所有线程都当做进程来实现，内核没有特别的调度算法或数据结构来表征线程，被视为一个使用某些共享资源的进程 每个线程有自己的task_struct，就像一个普通的进程...，这个进程和其他进程共享某些资源 与其他系统（windows，solaris）实现差异巨大，这些系统内核专门提供线程的支持 4.2 linux线程创建 线程的创建和普通进程创建类型，只不过调用clone...调度算法 3.1 概述 linux调度程序定义与kernel/sched.c 2.5版本内核重写调度算法，和以前版本区别很大，实现以下目标 充分实现O（1）调度，不管多少进程或什么输入，每个算法能在恒定时间内完成...内存描述符 内核使用内存描述符表示进程的地址空间 内存描述符数据结构位于中的mm_struct 内部的mmap和mm_rb两个数据结构表示的内容一样，此处做了冗余。

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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 )

" 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 | 系统调用层 brk mmap...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 内核申请 " 虚拟内存 " , 不需要经过 " 用户态 “ 与 ” 内核态 " 之间的转换 ; 二、mmap 创建内存映射..., 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 内核中相应的文件操作 , 这里 涉及到 用户模式 和 内核模式 之间的 切换 ; 使用 mmap 系统调用 ,...避免了 用户模式 与 内核模式 切换的开销 , 提高了文件操作的性能 ; 此外 , 多个进程之间 , 可以使用 mmap 系统调用 创建 共享的 " 文件映射 “ 类型的 ” 内存映射 “ , 进而实现了

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