前言:在讲完环境变量后,相信大家对Linux有更进一步的认识,而Linux进程概念到这也快接近尾声了,现在我们了解Linux进程中的地址空间!
这几天在看GCC Inline Assembly,在C代码中通过asm或__asm__嵌入一些汇编代码,如进行系统调用,使用寄存器以提高性能能,需要对函数调用过程中的堆栈帧(Stack Frame)、
注:pthread_exit或者return返回的指针所指向的内存单元必须是全局的或者是用malloc分配的,不能在线程函数的栈上分配,因为当其它线程得到这个返回指针时线程函数已经退出了
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) 。
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
pthread_t 到底是什么类型呢?取决于实现。对于Linux目前实现的NPTL实现而言,pthread_t类型的线程ID,本质就是一个进程地址空间上的一个地址。
从信号产生到信号保存,中间经历了很多,当操作系统准备对信号进行处理时,还需要判断时机是否 “合适”,在绝大多数情况下,只有在 “合适” 的时机才能处理信号,即调用信号的执行动作。关于信号何时处理、该如何处理,本文中将会一一揭晓
如果可以直接访问,那么看到的地址就是物理地址,对于野指针,越界访问等问题则不能进行很好的控制,不能保证程序的独立性;当通过物理地址暴露,恶意程序通过物理地址进行读取或者修改数据,无法保证信息和数据安全;控制以及管理了访问的权限,以常量区不能的常属性来说,当常量定义出来的时候不就是修改数据了么,但是再次修改时,通过页表访问时,页表发现是常量区数据则拒绝修改的访问,以此保护了数据的常属性
虽然我们在区分Linux进程类别, 但是我还是想说Linux下只有一种类型的进程,那就是task_struct,当然我也想说linux其实也没有线程的概念, 只是将那些与其他进程共享资源的进程称之为线程。
在windows系统中个,每个进程拥有自己独立的虚拟地址空间(Virtual Address Space)。这一地址空间的大小与计算机硬件、操作系统以及应用程序都有关系。
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 ;
在windows情况下,默认将高地址的2GB空间分配给内核(当然也可以分配1GB),而在Linux情况下,默认将高地址的1GB空间分配给内核,内核空间以外剩下的空间给用户使用也被称为用户空间。
每个程序都会收到一张环境表,环境表是一个字符指针数组,每个指针指向一个以’\0’结尾的环境字符串
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。
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
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。
现代的应用程序都运行在一个内存空间里,在 32 位系统中,这个内存空间拥有 4GB (2 的 32 次方)的寻址能力。
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
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:
通过上篇文章 《从内核世界透视 mmap 内存映射的本质(原理篇)》的介绍,我们现在已经非常清楚了 mmap 背后的映射原理以及它的使用方法,其核心就是在进程虚拟内存空间中分配一段虚拟内存出来,然后将这段虚拟内存与磁盘文件映射起来,整个 mmap 系统调用就结束了。
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。
" Linux 内核地址空间布局 " 对应代码在 Linux 内核源码的 linux-4.12\arch\arm64\include\asm\memory.h#66 位置 ;
Linux进程间通信的方式: 管道(Pipe)、信号(Signal)、消息队列(Message)、共享内存(Share Memory)、套接字(Socket、中断 Binder: Binder 通信机制是在OpenBinder的基础上实现的,采用CS通信方式。 OpenBinder是一种进程间通信机制,它最初是由Be公司开发的,后来由Palm公司接手开发和维护,最后Google公司对其进行改造,并应用在Android系统中。
当一个程序开始执行后,在开始执行到执行完毕退出这段时间内,它在内存中的部分就叫称作一个进程。
解引用NULL指针为什么会出错,导致程序挂死?或者说访问内存地址为0的位置为什么会视为非法?
3G-4G大部分是共享的,是内核态的地址空间。这里存放整个内核的代码和所有的内核模块以及内核所维护的数据。
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)
" ARM64 架构 " 中 , Linux 系统的 " 内核虚拟地址 “ 与 ” 用户虚拟地址 " 是等同的 ;
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
在多任务操作系统中,每个进程都运行在属于自己的内存沙盘中。这个沙盘就是虚拟地址空间(Virtual Address Space),在32位模式下它是一个4GB的内存地址块。在Linux系统中, 内核进程和用户进程所占的虚拟内存比例是1:3,而Windows系统为2:2(通过设置Large-Address-Aware Executables标志也可为1:3)。这并不意味着内核使用那么多物理内存,仅表示它可支配这部分地址空间,根据需要将其映射到物理内存。
操作系统对内存的使用是按段的,例如: 我们编写的一个程序被操作系统加载到内存是按照数据段,代码段等形式分段载入。而操作系统自身的代码也是按段载入的,为了确保安全性,我们用户编写的程序是不能直接访问操作系统的相关段的,因此需要给不同段赋予不同的特权级。
Linux进程地址空间是学习Linux的过程中,我们遇见的第一个难点,也是重中之重的重点。虽然它很难,但是,等我们真正懂得了这样设计的原理,我们不禁会感叹:这真的是太妙了。接下来,就让我么开启这一段学习之旅吧!
大家在学习语言阶段应该都听到过内存的概念,那么大家脑子里的固态思维就有这样一张图:
通过这三篇文章的学习我们知道,无论内核进程还是用户进程,都是可以用task_struct来描述的,那么本篇我们实践下如何通过task_struct字段把系统中所有的进程包含的信息打印出来,比如:属性信息,状态,进程标识符,优先级信息,亲属关系,文件系统信息,内存方面的信息等。
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。
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。
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:
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。
线程是进程内部的一个执行流,作为 CPU 运行的基本单位,对于线程的合理控制与任务的执行效率息息相关,因此掌握线程基本操作(线程控制)是很有必要的
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:
虚拟地址空间(Virtual Address Space)是每一个程序被加载运行起来后,操作系统为进程分配的虚拟内存,它为每个进程提供了一个假象,即每个进程都在独占地使用主存。
上次介绍了环境变量:Linux:进程概念(四.main函数的参数、环境变量及其相关操作)
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