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 " ;
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,但是并没有深入理解mmap在操作系统内部是如何实现的,原理是什么。
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 ;
在接入日志组件xlog的工作中,对mmap内存映射加深了了解,分享一下学习心得。 1.一个Linux进程的虚拟内存 如图展示了一个Linux进程的虚拟内存。 虚拟的意思是进程以为自己有这么一
我们知道,linux系统中用户空间和内核空间是隔离的,用户空间程序不能随意的访问内核空间数据,只能通过中断或者异常的方式进入内核态,一般情况下,我们使用copy_to_user和copy_from_user等内核api来实现用户空间和内核空间的数据拷贝,但是像显存这样的设备如果也采用这样的方式就显的效率非常底下,因为用户经常需要在屏幕上进行绘制,要消除这种复制的操作就需要应用程序直接能够访问显存,但是显存被映射到内核空间,应用程序是没有访问权限的,如果显存也能同时映射到用户空间那就不需要拷贝操作了,于是字符设备中提供了mmap接口,可以将内核空间映射的那块物理内存再次映射到用户空间,这样用户空间就可以直接访问不需要任何拷贝操作,这就是我们今天要说的0拷贝技术。
该文章介绍了如何通过 pmap 命令查看进程的虚拟地址空间使用情况,包括起始地址、大小、实际使用内存、脏页大小、权限、偏移、设备和映射文件等。通过分析这些信息,可以更好地了解程序运行时的内存使用情况,并找出潜在的内存泄漏、内存碎片等问题。
最近在工作中遇到一个mmap使用相关的问题,造成了一定的困惑,于是花了些时间补了下 mmap的功课,在这里分享给大家,错误和不足之处大家多指教。
https://man7.org/linux/man-pages/man2/mmap.2.html
内存映射mmap是Linux内核的一个重要机制,它和虚拟内存管理以及文件IO都有直接的关系,这篇细说一下mmap的一些要点。
本文旨在深入探讨Linux操作系统的虚拟内存管理机制。我们将从基本概念开始,逐步深入到内核级别的实现细节。为了达到这个目标,本文将结合理论讨论和实际的代码分析。我们希望通过这种方式,使读者对Linux虚拟内存管理有更深入的理解。
作为一个计算机底层小白,在了解一个知识点的时候时常需要恶补很多基础知识。 本文记录在了解LMDB过程中接触的知识点。
长时间运行的Linux服务器,通常 free 的内存越来越少,让人觉得 Linux 特别能“吃”内存,甚至有人专门做了个网站 LinuxAteMyRam.com解释这个现象。实际上 Linux 内核会尽可能的对访问过的文件进行缓存,来弥补磁盘和内存之间巨大的延迟差距。缓存文件内容的内存就是 Page Cache。
随着cpu技术发展,现在大部分移动设备、PC、服务器都已经使用上64bit的CPU,但是关于Linux内核的虚拟内存管理,还停留在历史的用户态与内核态虚拟内存3:1的观念中,导致在解决一些内存问题时存在误解。
2017年末,手Q春节红包项目期间,为保障活动期间服务正常稳定,我对性能不佳的Ark Server进行了改造和重写。重编发布一段时间后,结果发现新发布的Svr的机器内存一直在上涨。如下图示:
这段代码非常简单,就是先用mmap的方式,为该进程分配10GiB的虚拟内存,然后再用page写的方式,让操作系统为这10GiB虚拟内存,分配对应的物理内存,最后sleep,等待我们测试。
mmap() 系统调用能够将文件映射到内存空间,然后可以通过读写内存来读写文件。我们先来看看 mmap() 系统调用的用法吧,mmap() 函数的原型如下:
I/O问题一般不会被大多数人关注,因为大多数开发都是在做“业务”,也就是在搞计算节点的事情,通常遇到的I/O问题,也就是日志打的有点多了,磁盘写起来有点吃力,所以iowait这个指标,关注的人也不多。
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) 。
主要是驱动设备的初始化(binder_init),打开 (binder_open),映射(binder_mmap),数据操作(binder_ioctl)。
一、共享内存简介 共享内存区是最快的IPC形式,这些进程间数据传递不再涉及到内核,换句话说是进程不再通过执行进入内核的系统调用来传递彼此的数据。 即每个进程地址空间都有一个共享存储器的映射区,当这
首先看linux进程在32位处理器下的虚拟空间内存布局,以i386 32位机器为例
以交友平台用户中心的user表为例,单表数据规模达到千万级别时,你可能会发现使用用户筛选功能查询用户变得非常非常慢,明明查询命中了索引,但是,部分查询还是很慢,这时候,我们就需要考虑拆分这张user表了。
之前有不少读者给笔者留言,希望笔者写一篇文章介绍下 mmap 内存映射相关的知识体系,之所以迟迟没有动笔,是因为 mmap 这个系统调用看上去简单,实际上并不简单,可以说是非常复杂的一个系统调用。
Linux内核给每个进程都提供了一个独立的虚拟地址空间,并且这个地址空间是连续的。Linux的空间又分为内核空间和用户空间,在32位中,内核空间占1G,用户空间占3G;而在64位中,内核空间和用户空间各占128T。如图3-24所示。
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前言: 一个进程最大能使用多少虚拟内存,能控制的地方还是比想象的多一点。 尤其是IaaS上,一个qemu进程能使用多少虚拟内存,就是对应着虚拟机的物理内存的最大限制。 分析: 1,limit 在s
Linux系统是虚拟内存系统,虚拟内存并不是真正的物理内存,而是虚拟的连续内存地址空间。虚拟内存又分为内核空间和用户空间,内核空间是内核程序运行的地方,用户空间是用户进程代码运行的地方,只有内核才能直接访问物理内存并为用户空间映射物理内存(MMU)。内核会为每个进程分配独立的连续的虚拟内存空间,并且在需要的时候映射物理内存,为了完成内存映射,内核为每个进程都维护了一张页表,记录虚拟地址与物理地址的映射关系,这个页表就是存在于MMU中;用户进程访问内存的时候,通过页表把虚拟内存地址转换为物理内存地址进而访问数据;其实对于用户进程而言,虚拟内存就是内存一般的存在(当作内存看待就好)。这样的设计可以把用户程序和系统程序分开,互不影响;内核可以对所有的用户程序进行管理,比如限制内存滥用等
https://www.cnblogs.com/poloyy/category/1806772.html
上一篇推文《百万并发「零拷贝」技术系列之初探门径》中的示例告诉我们:传统的I/O操作读取文件并通过Socket发送,需要经过4次上下文切换、2次CPU数据拷贝和2次DMA控制器数据拷贝,如下图
Linux中有后备文件支持的页称为文件页,如属于进程的代码段、数据段的页,内存回收的时候这些页面只需要做脏页的同步即可(干净的页面可以直接丢弃掉)。反之为匿名页,如进程的堆栈使用的页,内存回收的时候这些页面不能简单的丢弃掉,需要交换到交换分区或交换文件。本文中,主要分析匿名页的访问将发生哪些可能颠覆我们认知的"化学反应"。
执行该程序,输出mmap方法返回的内存地址,同时使用pmap命令输出该程序执行mmap之前以及之后的内存使用情况。
作者:freeboy1015 来源:http://lib.csdn.net/article/linux/62126 一. mmap系统调用 1. mmap系统调用 mmap将一个文件或者其它对象映射进内存。文件被映射到多个页上,如果文件的大小不是所有页的大小之和,最后一个页不被使用的空间将会清零。munmap执行相反的操作,删除特定地址区域的对象映射。 当使用mmap映射文件到进程后,就可以直接操作这段虚拟地址进行文件的读写等操作,不必再调用read,write等系统调用.但需注意,直
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。
面试的时候经常会被问到 malloc 的实现。从操作系统层面来说,malloc 确实是考察面试者对操作系统底层的存储管理理解的一个很好的方式,涉及到虚拟内存、分页/分段等。下面逐个细说。
众所周知,在fork时,属于进程private的内存页将会进行COW机制。所谓COW,就是一个资源如果需要值拷贝,在读时不创建出副本,仅当写时再创建。这样的话,就可以方便地判断出什么资源需要真的进行拷贝,而能够共享则无需拷贝,从而减少了复制的开销。
图中,0xC0000000开始的最高1G空间是内核地址空间,剩下3G空间是用户态空间。用户态空间从上到下依次为stack栈(向下增长)、mmap(匿名文件映射区)、Heap堆(向上增长)、bss数据段、数据段、只读代码段。
过去二十年,存储硬件的性能提升了两个数量级。首先,是SSD的出现;然后是计算机总线接口从SATA到PCIe的转变;最后在非易失性内存技术和制造工艺上的创新。就在2019年的4月份,Intel发布了首个商业化存储级内存产品(SCM)Optane DC Persistent Memory,它使用了3D XPoint技术,位于内存总线上,并且进一步降低了IO的时延。
零拷贝技术指在计算机执行操作时,CPU不需要先将数据从一个内存区域复制到另一个内存区域,从而可以减少上下文切换以及CPU的拷贝时间。它的作用是在数据报从网络设备到用户程序空间传递的过程中,减少数据拷贝次数,减少系统调用,实现CPU的零参与,彻底消除CPU的负载。
在开始介绍go sys call 库之前先介绍下Linux syscall的几个概念
C语言使用 malloc函数动态在堆上分配内存。malloc根据字节数的参数。如果无法分配内存,该函数将返回指向已分配内存的指针或 NULL 指针。
零拷贝是老生常谈的问题啦,大厂非常喜欢问。比如Kafka为什么快,RocketMQ为什么快等,都涉及到零拷贝知识点。最近技术讨论群几个伙伴分享了阿里、虾皮的面试真题,也都涉及到零拷贝。因此本文将跟大家一起来学习零拷贝原理。
下面以最常用的 read() 和 write() 函数来介绍 Linux 的 I/O 处理流程。
所谓的内存映射就是把物理内存映射到进程的地址空间之内,这些应用程序就可以直接使用输入输出的地址空间,从而提高读写的效率。Linux提供了mmap()函数,用来映射物理内存。在驱动程序中,应用程序以设备文件为对象,调用mmap()函数,内核进行内存映射的准备工作,生成vm_area_struct结构体,然后调用设备驱动程序中定义的mmap函数。
mmap是一种内存映射文件的方法,即将一个文件或者其它对象映射到进程的地址空间,实现文件磁盘地址和进程虚拟地址空间中一段虚拟地址的一一对映关系。实现这样的映射关系后,进程就可以采用指针的方式读写操作这一段内存,而系统会自动回写脏页面到对应的文件磁盘上,即完成了对文件的操作而不必再调用read,write等系统调用函数。相反,内核空间对这段区域的修改也直接反映用户空间,从而可以实现不同进程间的文件共享。如下图所示:
之前在实习时,听了 OOM 的分享之后,就对 Linux 内核内存管理充满兴趣,但是这块知识非常庞大,没有一定积累,不敢写下,担心误人子弟,所以经过一个一段时间的积累,对内核内存有一定了解之后,今天才写下这篇文章记录,分享。
该文介绍了Linux系统编程中进程地址空间的基本概念和详细说明。包括分段机制、虚拟地址、分页机制、环境变量、命令行参数、栈、共享库和mmap内存映射区等。
前言: 乍一看,hugetlb和hugepage还挺像的,好像都是所谓的“大页”。然而,却很难说出来它们的差异。作者也是花了写时间翻翻代码,写了几个测试的例子,加上用工具据实测了几个关键参数,才明白。 分析: 1,page fault 用户大多数情况下申请内存的方法: a,使用malloc函数族,其实是glibc封装了brk/mmap。这种情况下分配的是虚拟内存,并没有直接分配物理内存。 b,调用brk分配,这种情况很少见,并只分配虚拟内存。 c,使用mmap,分配出来虚拟内存。如果flags带有MAP
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