3.2.7. Unified Virtual Address Space【统一虚拟地址空间】 When the application is run as a 64-bit process, a single address space is used for the host and all the devices of compute capability 2.0 and higher. All host memory allocations made via CUDA API calls a
机器语言是机器指令的集合,机器指令就是一台机器可以正确执行的命令。电子计算机的机器指令就是一列二进制数据,计算机将其转换为一列高低电平,使计算机的电子器件受到驱动,进行运算。
内存虚拟化是一个很大的话题,最近安全部门发现了一个qemu内存虚拟化的安全漏洞,反馈给云平台让解决,感觉很棘手,引起了我对内存虚拟化的思考,想到什么问题就把思考记录下来。
应用程序和驱动程序之间传递数据时,可以通过read、write函数进行。这涉及在用户态buffer和内核态buffer之间传数据,如下图所示:
我们正带领大家开始阅读英文的《CUDA C Programming Guide》,今天是第89天,我们正在讲解Unified Memory Programming,希望在接下来的13天里,您可以学习到原汁原味的CUDA,同时能养成英文阅读的习惯。
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。
请问在cuda的核函数中可以按地址调用普通变量么? GPU世界论坛 bbs.gpuworld.cn Hi, 楼主, 完全无问题,从Fermi起引入卡内统一编址(Generic Addressing)和卡间统一编址(UVA ) 开始,就毫无压力了,这都8年过去了。 但需要注意这个问题: (1)最终指向global memory地址空间的指针,可以在本次kernel启动,或者下次kernel启动的任何线程中都是有效的。 (2)最终指向local memory的指针,仅在本次kernel启动的本线程
1.1 机器语言 电子计算机的机器指令是一列二进制数字。计算机将其转变为一列高低电平,以使计算机的电子器件受到驱动,进行计算。 每一种微处理器,由于硬件设计和内部结构的不同,就需要用不同的电平脉冲来控制,使它工作。所以每一种微处理器都有自己的机器指令集,也就是机器语言。 1.2 汇编语言的产生 汇编语言的主体是汇编指令。 汇编指令是机器指令便于记忆的书写形式。 寄存器,简单讲就是CPU中可以存储数据的器件。一个CPU中有多个寄存器。 编译器:能够将汇编指令转换成机器指令的翻译程序。 1.3汇编指令的组成
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。
在《腾讯太极机器学习平台|Light在广告粗排中的数据下载与解析优化》一文里,我们介绍了在广告粗排场景中业务模型的特点,与我们在数据下载和解析方面所做的部分优化。
例: 机器语言 01010000 (指令 PUSH AX) 其中 AX 表示堆栈,而在CPU中工作原理则是电平脉冲的形式;
一、内存管理架构 二、虚拟地址空间布局架构 三、物理内存体系架构 四、内存结构 五、内存模型 六、虚拟地址和物理地址的转换 七、内存映射原理分析 一、内存管理架构 内存管理子系统架构可以分为:用户空间、内核空间及硬件部分3个层面,具体结构如下所示:1、用户空间:应用程序使用malloc()申请内存资源/free()释放内存资源。2、内核空间:内核总是驻留在内存中,是操作系统的一部分。内核空间为内核保留,不允许应用程序读写该区域的内容或直接调用内核代码定义的函数。3、硬件:处理器包含一个内存管理单元(Memo
IA-32 CPU 结合保护模式的软硬件设计,提供了 4GB 内存的寻址能力,这对仍停留在 16 位实地址模式的我们是一个极大的诱惑。 上一篇文章中,我们详细的介绍了 32 位保护模式与内存分段机制的寻址机制、以及相关的寄存器、内存结构: 详解 32 位保护模式与内存分段机制
汇编语言是直接在硬件上工作的编程语言,首先要了解硬件系统的结构,才能有效的应用汇编语言对其编程。
也许大家对这个问题都不陌生,实际装过系统用过电脑的朋友可能都有这样的经历:自己电脑配的是4G的内存条,可是装完系统之后发现电脑上显示的只有3.2G左右可用内存,其它的内存跑到哪去了?网上也有很多朋友给出了一些解释,大部分我觉得都没有解释得很清楚,今天我们就来看一下其中的具体缘由。
而且还会便于我们去理解计算机底层原理和操作系统,所以在大学计算机系一般会开设这门课。我也是属于提前自学了,哈哈哈。
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:
x86 CPU采用了段页式地址映射模型。进程代码中的地址为逻辑地址,经过段页式地址映射后,才真正访问物理内存。
学习Linux系统编程一共要翻越三座大山 – 进程地址空间、文件系统以及多线程,这三部分内容很难但是非常重要;而今天我们将要征服的就是其中的第一座高山 – 进程地址空间。
过去,CPU的地址总线只有32位, 32的地址总线无论是从逻辑上还是从物理上都只能描述4G的地址空间(232=4Gbit),在物理上理论上最多拥有4G内存(除了IO地址空间,实际内存容量小于4G),逻辑空间也只能描述4G的线性地址空间。
在 Linux 内核中 , 使用 vm_area_struct 结构体描述 " 进程 " 的 " 用户虚拟地址空间 " 的 地址区间 ;
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
这个问题展开可以聊的东西非常多,从编程语言到可执行文件,从堆栈空间到虚拟内存,可以帮助面试官快速了解候选人这部分的知识储备。
帧缓冲(framebuffer)是Linux 系统为显示设备提供的一个接口,它将显示缓冲区抽象,屏蔽图像硬件的底层差异,允许上层应用程序在图形模式下直接对显示缓冲区进行读写操作。用户不必关心物理显示缓冲区的具体位置及存放方式,这些都由帧缓冲设备驱动本身来完成。
" 物理地址空间 “ 是 CPU 处理器 在 ” 总线 " 上 访问内存的地址 ,
普通的进程 , 包含 内核虚拟地址空间 和 用户虚拟地址空间 , 其中 内核虚拟地址空间 所有进程共享 , 用户虚拟地址空间 由进程独立拥有 ;
" 内核线程 " 是一种 特殊进程 , 独立运行在 " 内核空间 " , 其将 " 内核函数 " 委托给 独立进程 , 该 " 独立进程 " 与 其它进程 ( 包括 普通进程 , 内核自身 , 用户级线程 ) 并行执行 ;
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:
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。
进程 的 " 虚拟地址空间 " 由 mm_struct 和 vm_area_struct 两个数据结构描述 ;
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) 。
假设B复制了A,当修改A时,看B是否会发生变化。如果B也跟着变了,说明这是浅拷贝;如果B没变,那就是深拷贝。
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
我们所有写的程序都需要指定路径才能运行,就像这样:(程序里面是打印DLC循环)
https://docs.nvidia.com/cuda/cuda-c-best-practices-guide/index.html 来阅读原文。
2633年,外星人入侵地球,并在加鲁加群岛建立了军事组织,称为“红色猎鹰(Red Falcon)”。Red Falcon的样子大概是这样的:
本文介绍了地址空间和二级页表、Linux下的线程、线程的优缺点以及线程与进程的关系等概念。
在用户的视角里,每个进程都有自己独立的地址空间,A进程的4GB和B进程4GB是完全独立不相关的,他们看到的都是操作系统虚拟出来的地址空间。但是呢,虚拟地址最终还是要落在实际内存的物理地址上进行操作的。操作系统就会通过页表的机制来实现进程的虚拟地址到物理地址的翻译工作。其中每一页的大小都是固定的。这一段我不想介绍的太过于详细,对这个概念不熟悉的同学回去翻一下操作系统的教材。
本文以 32 位系统为例介绍内核空间(kernel space)和用户空间(user space)。
本文为IBM RedBook的Linux Performanceand Tuning Guidelines的1.2节的翻译 原文地址:http://www.redbooks.ibm.com/redpapers/pdfs/redp4285.pdf 原文作者:Eduardo Ciliendo, Takechika Kunimasa, Byron Braswell 1.2 Linux内存架构 为了执行一个进程,Linux内核为请求的进程分配一部分内存区域。该进程使用该内存区域作为其工作区并执行请求的工作。它与你的
了解Linux环境下,进程的地址空间划分,对于我们理解Linux应用程序有很大的帮助,否则会被New与Malloc之类的指针操作弄的晕头转向,本文基于Linux内核讲述了Linux/Unix线性地址空间的划分,为你答疑解惑。从逻辑上来看,Unix程序的线性地址空间传统上被分为几个叫做段(segment)的区间。
一个可执行文件被执行的同时也伴随着一个新的进程的创建。Linux会为这个进程创建一个新的虚拟地址空间,然后会读取可执行文件的文件头,建立虚拟地址空间与可执行文件的映射关系,然后将CPU的指令指针寄存器设置成可执行文件的入口地址,然后CPU就会从这里取指令执行。
为了说明白为什么引入线程这个概念,我们将线程和进程进行一个对比,这个问题就很清晰明了了。
虚拟内存是一种操作系统提供的机制,用于将每个进程分配的独立的虚拟地址空间映射到实际的物理内存地址空间上。通过使用虚拟内存,操作系统可以有效地解决多个应用程序直接操作物理内存可能引发的冲突问题。
free命令用于显示系统内存使用情况,包括物理内存(Physical Memory)、虚拟内存(Swap Memory)、共享内存(Shared Memory)以及内核使用的缓冲(Buffers)与缓存(Cached)大小。在Linux系统监控的工具中,free命令是最经常使用的命令之一。
对于此现象,我们在前文也知道了,这是由于进程的独立性,子进程在对数据进行修改时,会触发写时拷贝所造成的。但是,假如这里的地址是物理地址的话,同一块地址处却有不同的值,这肯定是不现实的。★因此,我们可以得出这样的结论:
进程是指计算机中已运行的程序。进程本身不是基本的运行单位,而是线程的容器。程序本身只是指令、数据及组织形式的描述,而进程才是程序真正的运行实体。在Linux内核中,进程又称为任务(task),进程的虚拟地址空间可以分为用户虚拟地址空间和内核虚拟地址空间,所有进程共享内核虚拟地址空间,又各自拥有独立的用户虚拟地址空间。
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