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【Linux内核大揭秘】程序地址空间

地址空间的组成 地址空间分为逻辑地址和物理地址两种: 逻辑地址:是程序在代码中使用的地址,不直接对应物理内存。每个进程都有独立的逻辑地址空间。 物理地址:是真正存储在内存中的位置。...实际上所谓的进程虚拟地址空间本质上是一个内核数据结构(内似于PCB)。...这个内核数据结构叫做mm_struct,在PCB中有一个指针指向虚拟地址空间,PCB控制着这个虚拟地址空间,然后mm_struct通过映射,映射到真实的物理内存上。...我们new或者malloc出来的空间也是虚拟内存,有一个问题就来了,结构体就那么大,但是堆区是动态的,那他是如何实现动态开辟的呢,刚刚我们提到了mm_struct有一段区域是存储begin和end的,我们只需要改变...掌握程序地址空间的布局不仅能帮助我们理解进程的内存使用,还能为调试、性能优化和内存管理打下坚实基础。

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.NET9 PreView6 循环优化和地址暴露

前言 本篇看下.NET9 PreView6 JIT的第二个性能优化更新,循环优化和地址暴露方面的改进。...循环优化 一般循环都是通过for来进行递增判断,如下: for (int i = 0; i < 100; i++) { Foo(); } 但是在一些其它架构上,比如Arm/Risc-V上,递减循环可能更具性能提升价值...RyuJIT 现在可以识别何时可以在不影响程序行为的情况下翻转循环计数器变量的方向(意即,X64上当JIT识别到不影响程序逻辑的情况下,循环递增把它改变成循环递减至0,从而减少指令单生成,提升性能),并进行转换...地址暴露 思考一个问题,将一个方法里面的变量传递给另外一个方法,这里的变量传递过程中实际上是传递的是变量的地址。...问题来了,这个额外的功能,会经常性的抑制一些JIT里面的优化,导致性能上不去。怎么办呢?那就是减少局部变量地址暴露的可能性。

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    进程的虚拟地址空间

    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...虚拟地址会通过硬件 MMU(内存管理单元)映射到实际的物理地址空间中,建立虚拟地址到物理地址的映射关系后,对虚拟地址的读写操作实际上就是对物理地址的读写操作,MMU 会将物理地址“翻译”为对应的物理地址...Linux 系统下,应用程序运行在一个虚拟地址空间中,所以程序中读写的内存地址对应也是虚拟地址,并不是真正的物理地址,譬如应用程序中读写 0x80800000 这个地址,实际上并不对应于硬件的 0x80800000...针对以上的一些问题,就引入了虚拟地址机制。程序访问存储器所使用的逻辑地址就是虚拟地址,通过逻辑地址映射到真正的物理内存上。

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    嵌套循环的优化

    ui上的一个按钮需要等待个十来秒才有结果,那简直是毁灭性的用户体验。...一种优化思路 根据组长的建议,我可以将内部的大循环的循环次数尽量降低,原本是n*m的总循环次数,可以根据业务需求尽量拆分成n+m的总循环次数。当然,不太可能真的拆分成n+m,只是尽量往这个方向靠拢。...想要实现这个优化,就只能对内部的大循环进行分组。具体怎么分组呢?可以new一个新的map,然后按照id分组(这里是因为我的业务需求中id会重复,所以将id作为分组依据)。... entry : mapC.entrySet()){ //do something,需要循环10次 } } 当然了,这种优化思路是在特定的功能需求下才能实现的...,具体问题具体分析,因为组长的提醒,我才知道原来嵌套循环还可以这样来优化,代码之道果然是要日积月累才行。

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    【Linux】对进程地址空间的理解

    一、关于进程地址空间的简单理解 进程地址空间其实是分了很多个区域的,区域划分的本质就是区域内的各个地址都是可以使用的。...进程地址空间不是真实的物理内存,叫做虚拟内存。每一个进程都有自己独立的PCB,也有自己独立的地址空间。在32位机器下,进程地址空间的大小为[0,4GB]。...其中,PCB会记录一个进程的起始地址或基地址,这其实就是进程地址空间的首地址。...当子进程要对数据做修改时会发生写实拷贝,给子进程要修改的数据重新开辟一块物理空间,再将重新开辟的这块物理空间的地址填充入子进程的页表中,但此时页表中对应的虚拟地址并没有发生变化,所以可以看到父子进程访问同一个虚拟地址却打印出不同的内容...所以,malloc/new申请内存不是在物理内存上直接申请的,而是直接得到的虚拟地址。

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    由浅入深的了解进程(6)---地址空间

    同时此次介绍的将是进程中的另一部分,地址空间。 地址空间能够被进程中的指针找到,在32位的操作系统之下,地址空间通常都是4GB的。...2、如何理解地址空间? 2、解释: 举个例子来说,就像是一个漂亮国中的有一个大富豪,手里有10亿dollar。...他悄悄咪咪有4个私生子,每一个私生子都差不多到20多的岁数了,此时大富豪就对每一个人说,你们好好干,好好闯荡,要是怎么样有什么成就的话,就把我的资产全部都继承给你们。...所以大富豪也得管理这10亿,因为不可能每一个孩子都能够花上10亿 。...除此之外,操作系统并不是说每一次的进程中malloc的时候都需要再内存空间中申请一块地址,只有在使用的时候才会真正的再物理内存中申请,在没开始使用的时候,只不过是在地址空间上申请,在页表中申请了虚拟地址

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    DragonOS的MMIO地址空间自动分配

    由于计算机上的很多设备都需要MMIO的地址空间,而每台计算机上所连接的各种设备的对MMIO地址空间的需求是不一样的。...为驱动程序分配4K到1GB的MMIO虚拟地址空间 对于这些虚拟地址空间,添加到VMA中进行统一管理 可以批量释放这些地址空间 这套机制是如何实现的?...这套机制本质上是使用了伙伴系统来对MMIO虚拟地址空间进行维护。在mm/mm.h中指定了MMIO的地址空间范围,这个范围是0xffffa10000000000开始的1TB的空间。...MMIO的映射过程 在得到了虚拟地址空间之后,当我们尝试往这块地址空间内映射内存时,我们可以调用mm_map函数,对这块区域进行映射。 该函数会对MMIO的VMA的映射做出特殊处理。...MMIO虚拟地址空间的释放 当设备被卸载时,驱动程序可以调用mmio_release函数对指定的mmio地址空间进行释放。

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    常见的for循环优化方式

    > 前言 经常使用一些循环,进行耗时计算的操作,特别是 for 循环,它是一种重复计算的操作,如果处理不好,耗时就比较大,如果处理书写得当,将大大提高效率,下面总结几条 for 循环的常见优化方式。...> 分支优化规则 引入流水线工作机制以后,为了配合流水线工作,处理器增加了一个分支目标缓冲器(Branch Target Buffer)。...在流水线工作模式下,如果遇到分支结构,就可以利用分支目标缓冲器预测并读取指令的目标地址。分支目标缓冲器在程序运行时将动态记录和调整转移指令的目标地址,可以记录多个地址,对其进行表格化管理。...当发生转移时,如果分支目标缓冲器中有记录,下一条指令在取指令阶段就会将其作为目标地址。如果记录地址等于实际目标地址,则并行成功;如果记录地址不等于实际目标地址,则流水线被冲洗。...同一个分支,多次预测失败,则更新记录的目标地址。因此,分支预测属于 “经验主义” 或 “机会主义",会存在一定的误测。

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    常见的for循环优化方式

    我们都经常使用一些循环耗时计算的操作,特别是for循环,它是一种重复计算的操作,如果处理不好,耗时就比较大,如果处理书写得当将大大提高效率,下面总结几条for循环的常见优化方式。...,违反了最小作用域原则 不能在for循环中操作list的大小,比如除去或新加一个元素 方法三:数组长度提取出来 for (int i = 0, n = list.size(); i 循环中操作list的大小,比如除去或新加一个元素 方法四:采用倒序的写法 for (int i = list.size() - 1; i >= 0; i--) { System.out.println...(list.get(i)); } 优点:不必每次都计算 ,变量的作用域遵循最小范围原则 缺点:1、结果的顺序会反 2、看起来不习惯,不易读懂 适用场合:与显示结果顺序无关的地方:比如保存之前数据的校验...for (int i = 0; i < 10; i++) { for (int j = 0; j < 10000; j++) { } } 原因 方法八:循环嵌套提取不需要循环的逻辑 /

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    内核线程被调度执行的时候需要一个地址空间,这个地址空间是从哪里来的

    内核线程被调度执行时确实需要一个地址空间,但这个地址空间并不是为每个内核线程独立创建的。内核线程运行在操作系统的内核空间中,而不是在用户空间。...以下是内核线程执行时地址空间的来源和管理方式: 地址空间来源 共享内核地址空间: 所有内核线程共享内核地址空间,这包括内核代码段、内核数据段、内核堆、内核栈等。...内核地址空间是整个操作系统的一部分,不是为每个线程独立创建的。每个内核线程在执行时,都使用这个共享的内核地址空间。 内核栈: 尽管所有内核线程共享内核地址空间,每个内核线程都有自己的内核栈。...使用内核地址空间: 由于所有内核线程共享内核地址空间,调度器无需切换地址空间映射(不像用户态进程需要切换页表)。内核线程可以直接使用共享的内核代码段、数据段和堆。...整个过程中,内核地址空间(代码段、数据段、堆等)是共享的,唯一需要切换的是内核栈和线程的上下文信息。 总结 内核线程被调度执行时使用的地址空间是整个操作系统的共享内核地址空间。

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    回到基础:优化 JavaScript 的循环

    事实上,在 JavaScript 提供的四种循环类型中,只有一种比其他循环慢得多 ——  for-in 循环。 对循环类型的选择应基于你的需求而不是性能问题。...有两个主要因素有助于改善循环性能 —— 每次迭代完成的工作和迭代次数。 在下面的内容中,我们将会看到通过对这两点的优化,可以对循环的整体性能产生积极的影响。...要了解应该怎样对其进行优化,需要先进行一些分析。 解析 for 循环由四部分组成:初始化,预测试条件,循环体和后执行。它的工作方式如下:首先,执行初始化代码(var i = 0;)。...如果预测试条件的计算结果为 true,则执行循环体。之后运行后执行代码(i ++)。 优化 要优化循环中的工作量,第一步是最小化对象成员和数组项查找的数量。 还可以通过反转顺序来提高循环的性能。...优化 1// 原始循环 2var k = 0; 3do { 4 process(items[k++]); 5} while (k < items.length); 6// 最小化属性查找

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    【Linux探索学习】第十六弹——进程地址空间:深入解析操作系统中的进程地址空间

    理解进程地址空间不仅有助于掌握操作系统的运行原理,也为程序优化、内存管理和调试等实践提供了理论支持。...1.1 进程地址空间的特点 虚拟化:每个进程的地址空间是独立的虚拟地址,互不干扰。 隔离性:一个进程不能直接访问另一个进程的地址空间,提供了安全性。...每一行表示地址空间的一段。 第一列是起始和结束地址,最后一列是内存映射的文件(如可执行文件、共享库)。 4.3 C代码示例:进程地址空间 以下代码展示了不同段的地址空间位置。...六、进程地址空间常见问题 6.1 栈溢出 原因:递归调用过深或局部变量占用过多内存,导致栈空间耗尽。 解决:优化递归深度,增大栈大小(通过ulimit -s命令)。...通过本文的理论分析与代码示例,相信你对进程地址空间的布局与实现有了更加深入的理解。 理解进程地址空间不仅是操作系统学习的基础,也对程序优化、内存调试等实际问题的解决具有重要意义。

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    JDK 17 常见的for循环优化方式

    前言 我们都经常使用一些循环耗时计算的操作,特别是for循环,它是一种重复计算的操作,如果处理不好,耗时就比较大,如果处理书写得当将大大提高效率,下面总结几条for循环的常见优化方式。...,违反了最小作用域原则 不能在for循环中操作list的大小,比如除去或新加一个元素 方法三:数组长度提取出来 for (int i = 0, n = list.size(); i 循环中操作list的大小,比如除去或新加一个元素 方法四:采用倒序的写法 for (int i = list.size() - 1; i >= 0; i--) { System.out.println...(list.get(i)); } 优点:不必每次都计算 ,变量的作用域遵循最小范围原则 缺点:1、结果的顺序会反 2、看起来不习惯,不易读懂 适用场合:与显示结果顺序无关的地方:比如保存之前数据的校验...(int i = 0; i < 10; i++) { for (int j = 0; j < 10000; j++) { } } 原因 方法八:循环嵌套提取不需要循环的逻辑 //前:

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    【Linux】从虚拟到物理:解密地址空间的奥秘

    进程地址空间不隔离,由于空间时直接访问物理内存的,所以每一个进程都可以修改其他进程的内存数据,设置修改内核地址空间的数据,那么可能会导致一些恶意程序可以随意修改别的进程,就会造成一些破坏。...引出虚拟地址与物理地址 计算机的物理内存大小是固定的,就是计算机主板内存槽上的实际物理空间,CPU可以直接继续寻址,物理内存的容量是固定的,但是寻址的卡空间取决于CPU地址线的数量。...32位系统上,线性地址空间可达4G,那么这4G的内存是如何分配的呢?一般情况下,是以3:1来分配的,用户进程配有3G的空间,而内核独自配有1G的内存。...在一个32位机器上,地址总线宽度位32位,这表示虚拟地址的范围是2^32。每个地址对应着一个内存单元,所以32位机器上最多拥有2^32个内存单元,换算一下就是4GB大小的空间。...操作系统内存分页的基本单位,常见的页大小: 4kb(标准页) 2MB或1GB(大页/巨页) 一般都是4KB 提问:为什么要以页为单位进行内存管理?

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    linux内核空间进程为什么无论如何切换,内核地址空间转换到物理地址的关系是永远不变的?

    在Linux内核中,无论如何切换进程,内核地址空间转换到物理地址的关系是永远不变的,主要原因是内核地址空间在所有进程中是共享的。这种设计有几个关键点: 1....内核地址空间共享 在Linux操作系统中,每个进程都有自己独立的用户空间地址范围,但内核空间地址范围对所有进程是共享的。...具体来说,每个进程的地址空间被划分为用户空间和内核空间两部分: 用户空间:每个进程有独立的用户空间地址,通常在较低的地址范围。 内核空间:所有进程共享相同的内核空间地址,通常在较高的地址范围。...内核地址空间映射 内核地址空间直接映射到物理内存的某个范围内,这种映射在系统启动时就已经建立,并且在系统运行期间保持不变。也就是说,内核空间的虚拟地址总是映射到相同的物理地址。 3....页表和地址转换 在x86架构中,内核和用户空间的地址转换通过页表来实现。每个进程都有自己的页表用于转换用户空间地址到物理地址。然而,所有进程共享同一个内核空间,因此这些页表中内核空间部分是相同的。

    20610

    分析优化----关于空间原位数据的邻域分析优化

    作者,Evil Genius今天我们需要讨论一个问题,那就是关于邻域的问题,目前有两种思路,如下:一种是选择某个点(cell)一定范围内距离最近的几个细胞,例如下面就是距离最近的10个细胞另外一种是将一定范围内的所有细胞均纳入分析范围...,如下图:对于那种spot类型的数据,点之间的大小是固定的,自然也就没有什么区别,那如果是原位的分析,大家觉得哪种更好呢?...其实大家应该都倾向于第二种的空间邻域分析方法,因为做了图像细胞分割的原因,对于原位数据有以下特点:那就是细胞的分布密度不同,有的地方密度大,固定大小包含多个细胞,有的地方密度小,细胞分布就比较少了。...所有我们基于原位的数据需要优化,同时兼容像visium的数据。我们先以visium 的数据为例,范围设置成100(注意这里的范围是像素),同时要做了单细胞空间的联合分析。...import scanpy as scimport squidpy as sq# 读取空间转录组数据 (例如 10X Visium 数据)adata = sc.read_visium('/home/samples

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