文档建议反馈控制台
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
最新优惠活动
文章/答案/技术大牛
发布
精选内容/技术社群/优惠产品,尽在小程序
立即前往

【Linux 内核 内存管理】内存管理架构 ① ( 内存管理架构组成 | 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 | Linux 内核架构层次 | Linux 系统调用接口 )

文章目录 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 ) 二、Linux 内核架构层次 三、Linux 系统调用接口 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU...硬件 ) ---- 内存管理架构 由 3 部分组成 : ① 用户空间 : 在 " 用户空间 " 中 , 使用 malloc 函数 申请 " 堆内存 " , 使用 free 函数 释放 " 堆内存..." ; ② 内核空间 : Linux 内核启动后 , 一直 驻留在内存 中 , 应用程序 不能 读写 内核空间数据 , 不能直接调用 内核源码 中的函数 ; 只能通过 " 系统调用 " 间接调用 内核函数...中的如下功能 : ① 进程调度 : 内核 调用 CPU 处理器 实现 进程调度 ; ② 内存管理 : 内核 调用 物理内存 实现 内存管理 ; ③ IPC 跨进程通信 ④ VFS 虚拟文件系统...⑤ 网络管理 : 内核 调用 网络接口 , 实现 网络管理 ; " 设备管理 " 对用户是透明的 , 用户不直到 Linux 内核是如何管理设备的 , 系统调用接口没有关于 " 设备管理 " 的调用接口

9.6K40

【Linux 内核 内存管理】内存管理架构 ② ( 用户空间内存管理 | malloc | ptmalloc | 内核空间内存管理 | sys_brk | sys_mmap | sys_munmap)

文章目录 一、用户空间内存管理 ( malloc / free / ptmalloc / jemalloc / tcmalloc ) 二、内核空间内存管理 1、内核内存管理系统调用 ( sys_brk...; 上述函数 都是 " 用户空间 " 操作内存的函数 ; malloc / free 函数 是 glibc 函数库 ( GNU 发布的 libc 库 ) 的 " 内存分配器 " , 由 ptmalloc..., 然后将申请的内存 分成 ” 内存块 “ 分配给 用户空间 的 ” 应用程序 " 二、内核空间内存管理 ---- 1、内核内存管理系统调用 ( sys_brk | sys_mmap | sys_munmap...) 在 " 内核空间 " 中 , 调用 Linux 内核中的 sys_brk / sys_mmap / sys_munmap 函数 , 管理 " 堆内存 " ; sys_brk 通过修改 堆内存 的..., 虚拟内存管理 从 ” 进程虚拟地址空间 “ 分配 / 释放 ” 虚拟内存页 " ; 2、sys_brk、sys_mmap 系统调用 可参考 【Linux 内核 内存管理】Linux 内核堆内存管理

99210
    • 您找到你想要的搜索结果了吗？
    是的
    没有找到

    Linux内核如何私闯进程地址空间并修改进程内存

    进程地址空间的隔离 是现代操作系统的一个显著特征。这也是区别于 “古代”操作系统 的显著特征。 进程地址空间隔离意味着进程P1无法以随意的方式访问进程P2的内存，除非这块内存被声明是共享的。...我们知道，在原始野人社会，是没有家庭的观念的，所有的资源都是部落内共享的，所有的野人都可以以任意的方式在任意时间和任何其他野人交互。类似Dos这样的操作系统就是这样的，内存地址空间并没有隔离。...在操作系统中，家庭类似于虚拟地址空间，而房子就是页表。 邻居不能闯入你的房子，但特权管理机构只要理由充分，就可以进入普通人家的房子，touch这家人的东西。...---- 虚拟地址空间是每进程的，而物理地址空间则是所有进程共享的。换句话说，物理地址是全局的。...通过虚拟地址获取页表的操作已经由用户态的pagemap文件的读取并解析代劳了。 ----

    3.2K20

    【Binder 机制】进程通信 | 用户空间与内核空间 | MMU 与虚拟内存地址

    文章目录 一、进程通信 二、用户空间与内核空间 三、MMU 与虚拟内存地址 一、进程通信 ---- 进程隔离概念 : 系统中的进程存在 " 进程隔离 " , 出于对进程运行的保护 , 两个进程的内存是隔离的...是通过 " Binder " 机制 完成的 ; Binder 机制不是内核自带的机制 , 而是 Android 可以动态进行 Binder 注册 , 然后进程间通过 Binder 进行通信 ; 二、用户空间与内核空间...---- 系统中的内存分为 2 部分 , 用户空间 和 内核空间 , 内核空间一般是运行操作系统 , 用户空间一般运行应用 ; 操作 内核空间 时的状态称为 " 内核态 " ; 操作 用户空间 时的状态称为...^{64} , 这个寻址空间很大 , 一般是使用前 40 位 , 大概是 18 TB ; 64 位操作系统 , 使用的是 四级分页 ; 在 32 位的系统中 , MMU 会让每个应用都有...1 个 4 GB 大小的空间 , Linux 系统内核空间占 1 GB , 用户空间 3 GB ; 0 ~ 3 GB 是用户空间地址 , 3 ~ 4 是内核空间地址 ;

    1.8K10

    【Linux 内核 内存管理】虚拟地址空间布局架构 ① ( 虚拟地址空间布局架构 | 用户虚拟地址空间划分 )

    文章目录 一、虚拟地址空间布局架构 二、用户虚拟地址空间划分 一、虚拟地址空间布局架构 ---- 在 64 位的 Linux 操作系统中 , " ARM64 架构 " 并 不支持 64 位的虚拟地址..., 最大只支持 48 位的虚拟地址 , 64 位地址太大 , 并不需要那么大的内存空间 ; " 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 ; 用户虚拟地址 : 0x 0000 0000 0000 0000 ~ 0x 0000 FFFF FFFF FFFF , 48 位有效地址 ; 内核虚拟地址 : 0x FFFF 0000...0000 0000 ~ 0x FFFF FFFF FFFF FFFF , 48 位有效地址 ; 二、用户虚拟地址空间划分 ---- Linux 操作系统 进程 的 " 用户虚拟空间 " 起始地址...是编译内核时 , 选择的 " 虚拟地址空间 " 的地址位数 , TASK_SIZE 与 TASK_SIZE_64 宏 相关源码如下 : /* * PAGE_OFFSET - the virtual

    7.3K20

    陈天奇：在深度学习框架之间共享张量——内存张量结构DLPack的PythonAPI来了

    ---- 新智元报道 来源：推特 编辑：keyu 【新智元导读】DLPack是一种开放的内存张量结构，用于在框架之间共享张量，近日，开发者陈天奇更新社交媒体详细介绍了为DLPack添加PythonAPI...一种解决的方法是，在内存中直接将张量从一个框架传递到另一个框架，而不发生任何数据复制或拷贝。 而DLPack，就是张量数据结构的中间内存表示标准，它是一种开放的内存张量结构，用于在框架之间共享张量。...它提供了一个简单、可移植的内存数据结构： ? DLPack使： 在深度学习框架之间更轻松地共享操作员。 更容易包装供应商级别的运营商实施，允许在引入新设备/操作时进行协作。...快速交换后端实现，如不同版本的BLAS 对于最终用户来说，这可以带来更多的运营商，并且可以在框架之间混合使用。 ?

    73030

    【Linux 内核 内存管理】虚拟地址空间布局架构 ② ( 用户虚拟地址空间组成 | 内存描述符 mm_struct 结构体源码 )

    文章目录 一、用户虚拟地址空间组成 二、内存描述符 mm_struct 结构体源码 一、用户虚拟地址空间组成 ---- " 用户虚拟地址空间 " 包括以下区域 : ① 代码段 ② 数据段 ③ 未初始化数据段...④ 动态库 代码段 , 数据段 , 未初始化数据段 ; ⑤ 堆内存 : 通过 malloc brk vmalloc 等函数 申请的 动态分配 的内存 ; ⑥ 栈内存 : 存放 局部变量 和 函数调用栈...; ⑦ 内存映射区 : 将 文件 通过 mmap 函数 映射到 " 虚拟地址空间 " 的 " 内存映射区 " ; ⑧ 环境变量与参数 : 在 栈底 存放着程序运行的 环境变量 与 参数配置 信息 ;...二、内存描述符 mm_struct 结构体源码 ---- 在 Linux 内核中 , 使用 " 内存描述符 " mm_struct 结构体 代表 " 用户虚拟地址内存空间 " , mm_struct 结构体...在 Linux 源码 linux-4.12\include\linux\mm_types.h#359 位置 ; mm_struct 结构体源码如下 : struct mm_struct { struct

    67110

    JVM - 结合代码示例彻底搞懂Java内存区域_对象在堆-栈-方法区(元空间)之间的关系

    Pre JVM - 结合代码示例彻底搞懂Java内存区域_线程栈 | 本地方法栈 | 程序计数器 中我们探讨了线程栈中的内部结构 ，大家有么有想过main方法呢？...int b = 2 ; int c = (a + b) * 10 ; return c; } } final对象和static对象 ，我们知道都会存放在方法区（元空间...= new Artisan(); artisan.doSomething(); } Artisan artisan = new Artisan(); 这个对象会在堆上分配一块内存空间用来存储该对象...其实是 对象的引用 ，也就是对象的内存地址 。 这样，线程栈和堆的关系就产生了。...引用的关系，方法区中的User仅仅是个符号引用，指向真正的堆内存中的User对象。 这样 方法区和堆的关系就产生了 。

    46010

    面试 | 再也不怕被问 Binder 机制了

    对于进程之间来说，用户空间的数据不可共享，内核空间的数据可共享，为了保证安全性和独立性，一个进程不能直接操作或者访问另一个进程，即 Android 的进程是相互独立、隔离的，这就需要跨进程之间的数据通信方式...mmap 系统调用的内存映射原理是在进程的用户空间和内核空间之间以及内核空间和外部存储介质之间建立映射关系。...进程间通信时 mmap 的内容映射只需要映射进程用户空间和内核空间吧，还需要映射外部存储介质吗？在进程间通信（IPC）场景下使用 mmap 时，通常只需要在进程的用户空间和内核空间之间建立映射关系。...匿名内存映射不与任何文件关联，它只是在内核空间分配一段内存（页缓存），并在进程的用户空间与之建立映射关系。这样，多个进程可以共享同一段内核空间内存，实现数据共享和同步。...父进程向共享内存写入数据，子进程从共享内存读取数据。这里的内存映射并没有映射到外部存储介质，只是在进程的用户空间和内核空间之间建立了映射关系。

    1.3K41

    运维锅总详解进程、内核线程、用户态线程和协程

    一、进程、内核线程、用户态线程和协程的介绍 1. 进程 实现原理 内存空间：进程有自己独立的地址空间，彼此之间内存隔离。 调度：由操作系统内核负责调度。...内核线程 实现原理 内存空间：内核线程共享同一进程的地址空间，可以访问同一组资源（如文件描述符）。 调度：由操作系统内核负责调度。线程有独立的栈和寄存器上下文，但共享进程的全局内存和资源。...用户态线程 实现原理 内存空间：用户态线程共享同一进程的地址空间，所有线程在用户空间中调度，不涉及内核态切换。...调度：由用户空间的线程库（如 Pthreads）负责调度，切换开销小，不涉及内核态切换。 通信：线程之间通信简单，因共享同一地址空间，可以直接读写共享内存。...进程、内核线程、用户态线程的组合 1.1. 进程 + 内核线程 适用场景： 高并发和隔离性要求：例如，大型分布式服务、数据库系统等，需要在隔离的内存空间中运行多个任务，并充分利用多核 CPU。

    27910

    Linux和Android的IPC通信简介

    将用户空间的一块内存区域映射到内核空间。映射关系建立后，用户对这块内存区域的修改可以直接反应到内核空间，反之亦然。内存映射能减少数据拷贝次数，实现用户空间和内核空间的高效互动。...Linux的IPC通信原理 内核程序在内核空间分配内存并开辟一块内核缓存区，发送进程通过copy_from_user函数将数据拷贝到到内核空间的缓冲区中。...同样的，接收进程在接收数据时在自己的用户空间开辟一块内存缓存区，然后内核程序调用 copy_to_user() 函数将数据从内核缓存区拷贝到接收进程。...在内核空间开辟一块内核缓存区，建立内核缓存区和数据接收缓存区之间的映射关系，以及数据接收缓存区和接收进程用户空间地址的映射关系。...共享内存没有分层，难以控制，并发同步访问临界资源时，可能还会产生死锁。从稳定性的角度讲，Binder是优于共享内存的。

    1.8K20

    【Linux】：进程信号（详谈信号捕捉 & OS 运行）

    3.2 共享页表 在某些情况下，操作系统为了提高效率，可能会选择让用户空间和内核空间共享一部分页表。也就是说，用户空间的页表会映射一部分内核空间的地址，通常是内核空间中的部分内存区域。...例如，在一些系统中，内核空间的映射可能被放置在虚拟地址的高端，用户程序的虚拟地址空间的上半部分（靠近高地址的部分）和内核的虚拟地址空间共享一些页表映射。...例如，在 Linux 操作系统中，通过启用某些功能（如页表共享）来加速内核与用户空间之间的切换。 共享内存：用户空间和内核空间共享一部分页表时，可以通过共享内存区域实现。...某些内存区域可能会被映射到内核和用户的虚拟地址空间，允许用户空间和内核空间之间的直接数据交换。...内核空间是操作系统核心部分的执行环境，它负责进程管理、内存管理、硬件抽象等操作；用户空间是普通用户程序运行的地方。进程切换发生在内核空间中，操作系统内核负责在进程之间进行切换。

    8910

    深入理解Linux进程间通信

    那是因为内核空间是共享的，虽然N个进程都有N个用户空间，但是内核空间只有一个，虽然用户空间之间是完全隔离的，但是用户空间与内核空间并不是完全隔离的，他们之间有系统调用这个通道可以沟通。...所以两个用户空间就可以通过内核空间这个桥梁进行沟通了。 我们再借助一副图来讲解一下。...对于共享匿名映射，是通过fork之后在父子进程之间共享内存的。...fork之后父子进程之间的内存本来是COW(写时复制)的，也就是说父子进程之间不会共享内存，但是被共享匿名映射的部分不会COW，而是在父子进程之间共享物理内存，这就达到了共享内存的效果。...ION与普通共享内存机制不同的是，它不仅仅可以在进程间共享内存，还能在进程与内核之间共享内存。

    76230

    深入理解Binder

    A 、B 两进程的内存是不共享的，所以 A 进程的数据想要传给 B 进程就需要用到 IPC 。 在这里再科普一下进程空间的知识点：进程空间可以分为用户空间和内核空间。...简单的说，用户空间是用户程序运行的空间，而内核空间就是内核运行的空间了。...两个进程之间的用户空间是不共享的，但是内核空间是共享的。 所以到这里，有些同学会有个大胆的想法，两个进程间的通信可以利用内核空间来实现啊，因为它们的内核空间是共享的，这样数据不就传过去了嘛。...这样，Android 系统就可以通过动态添加一个内核模块运行在内核空间，用户进程之间通过这个内核模块作为桥梁来实现通信。...mmap 简单的来说就是可以把用户空间的内存区域和内核空间的内存区域之间建立映射关系，这样就减少了数据拷贝的次数，任何一方的对内存区域的改动都将被反应给另一方。

    1.1K10

    内核线程为什么没有地址空间

    内核线程没有独立的地址空间，这是因为内核线程是在操作系统内核空间中运行的，内核空间本身是所有进程共享的。以下是一些更详细的解释： 内核与用户态的区别：操作系统通常将内存分为用户空间和内核空间。...用户空间是为用户进程提供的，它们有各自的虚拟地址空间，相互之间隔离，不能直接访问内核空间。内核空间则是操作系统核心组件运行的地方，所有内核代码和数据都在这里。...地址空间的开销：每个用户态进程都有一个独立的地址空间，来确保进程之间的内存隔离和安全。然而，为每个内核线程创建和维护独立的地址空间会导致巨大的资源开销，包括内存和CPU时间。...内核线程共享内核地址空间，可以简化内核的内存管理机制，减少复杂性和可能的错误。 内核保护：尽管内核线程共享内核空间，这并不意味着它们没有保护机制。...总的来说，内核线程没有独立的地址空间是因为它们运行在共享的内核地址空间中，这样设计有助于提高系统性能，减少资源开销，并简化内核设计。

    16110

    深入理解Binder

    A 、B 两进程的内存是不共享的，所以 A 进程的数据想要传给 B 进程就需要用到 IPC 。 在这里再科普一下进程空间的知识点：进程空间可以分为用户空间和内核空间。...简单的说，用户空间是用户程序运行的空间，而内核空间就是内核运行的空间了。...两个进程之间的用户空间是不共享的，但是内核空间是共享的。 所以到这里，有些同学会有个大胆的想法，两个进程间的通信可以利用内核空间来实现啊，因为它们的内核空间是共享的，这样数据不就传过去了嘛。...这样，Android 系统就可以通过动态添加一个内核模块运行在内核空间，用户进程之间通过这个内核模块作为桥梁来实现通信。...mmap 简单的来说就是可以把用户空间的内存区域和内核空间的内存区域之间建立映射关系，这样就减少了数据拷贝的次数，任何一方的对内存区域的改动都将被反应给另一方。

    1.1K20

    Linux：进程间通信（二.共享内存详细讲解以及小项目使用和相关指令、消息队列、信号量）

    将这块内存空间与各个进程的页表建立映射关系，使得这些进程在虚拟地址空间中可以看到并访问这块共享内存。 通过这种方式，多个进程可以像访问自己的内存一样访问共享内存，从而实现数据的快速共享和交换。...指令删除：在Linux系统中，可以使用ipcs命令查看系统中的IPC资源（包括共享内存），并使用ipcrm命令来删除特定的IPC资源 共享内存是所有进程间通信中速度最快的原因 无需内核参与：在共享内存中...这样可以避免了进程间切换和内核态和用户态之间的数据拷贝，从而提高了通信的效率。...shmid与key分辨： 在共享内存的设计中，key 和 shmid 的使用确实是为了实现内核层和用户层之间的解耦，从而使它们在宏观层面上互不影响，具有独立性。...用户层代码不需要关心内核层的具体实现细节，只需要通过 shmid 来操作共享内存即可。 2.System V消息队列 System V消息队列是一种进程间通信的机制，允许进程之间通过消息进行通信。

    35410

    零拷贝技术_基因单拷贝

    用户进程申请并访问物理内存的过程 用户进程向操作系统发出内存申请请求 系统会检查进程的虚拟地址空间是否被用完，如果有剩余，给进程分配虚拟地址 系统为这块虚拟地址创建内存映射，并将其放到该进程的页表当中...，数据块不能被执行 内存映射：有了虚拟内存之后，可以直接映射磁盘上的文件到虚拟地址空间 共享内存 物理内存管理 内核空间和用户空间 os的核心是内核，独立于普通的应用程序，可以访问受保护的内存空间，也有访问底层硬件设备的权限...在Linux系统中，内核模块运行在内核空间，对应的进程处于内核态，而用户程序运行在用户空间，对应的进程处于用户态。 内核空间 内核空间总是驻留在内存中，它是为操作系统的内核保留的。...：属于所有进程共享的内存区域，包括物理存储器，内核数据和内核代码区域 用户空间 每个普通的用户进程都有一个单独的用户空间，处于用户态的进程不能访问内核空间中的数据，也不能直接调用内核函数的，因此要进行系统调用时...直接I/O不存在内核空间缓冲区和用户空间缓冲区之间的数据拷贝 减少数据拷贝次数：在数据传输过程中，避免数据在用户空间缓冲区和系统内核空间缓冲区之间的CPU拷贝，以及数据在系统内核空间内的CPU拷贝，这也是当前的主流零拷贝技术的实现思路

    57640

    【地铁上的面试题】--基础部分--操作系统--进程与线程

    它们在计算机系统中扮演着不同的角色，并具有各自的特点。 进程是程序在执行过程中的一个实体，是资源分配的基本单位。一个进程可以包含多个线程，每个线程共享进程的资源，包括内存、文件句柄、打开的文件等。...由于线程切换是通过操作系统内核完成的，涉及用户态和内核态之间的切换，因此线程切换的开销相对较大。 内核级线程可以充分利用操作系统提供的各种功能和资源，如多核处理器、I/O设备等。...资源占用：进程之间相互独立，拥有各自的内存空间和系统资源，相互之间不共享；线程在同一进程内共享相同的内存空间和系统资源。...进程是独立的执行实体，拥有独立的内存空间和系统资源；线程是进程中的执行单元，共享进程的内存和资源。进程之间相互独立，线程之间共享资源。进程的创建和销毁开销较大，线程的创建和销毁开销较小。...用户级线程是由用户程序管理的线程，内核级线程是由操作系统内核管理的线程。两者在性能和灵活性上存在一定的差异，需要根据具体需求选择合适的线程模型。

    34731

    Linux系统结构详解

    Linux系统一般有4个主要部分： 内核、shell、文件系统和应用程序。内核、shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构，它们使得用户可以运行程序、管理文件并使用系统。...为了支持多个用户使用内存，有时会出现可用内存被消耗光的情况。由于这个原因，页面可以移出内存并放入磁盘中。这个过程称为交换，因为页面会被从内存交换到硬盘上。内存管理的源代码可以在 ....当需要选择下一个进程运行时，由调度程序选择最值得运行的进程。可运行进程实际上是仅等待CPU资源的进程，如果某个进程在等待其它资源，则该进程是不可运行进程。...它是 Linux 的必需分区 NFS NFS 是网络文件系统（Network File System）的缩写，是用来实现不同主机之间文件共享的一种网络服务，本地主机可以通过挂载的方式使用远程共享的资源...(例如32位Linux进程的4GB地址空间，3G-4G部 分大家是共享的，是内核态的地址空间，这里存放在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）。

    1K20
    点击加载更多

    扫码

    添加站长 进交流群

    领取专属 10元无门槛券

    手把手带您无忧上云

    扫码加入开发者社群

    相关资讯

    热门标签

    更多标签

    活动推荐

      运营活动

      活动名称
      广告关闭

      腾讯云开发者

      扫码关注腾讯云开发者

      扫码关注腾讯云开发者

      领取腾讯云代金券

      热门产品

      热门推荐

      更多推荐

      Copyright © 2013 - 2025 Tencent Cloud. All Rights Reserved. 腾讯云 版权所有

      深圳市腾讯计算机系统有限公司 ICP备案/许可证号：粤B2-20090059 深公网安备号 44030502008569

      腾讯云计算（北京）有限责任公司 京ICP证150476号 | 京ICP备11018762号 | 京公网安备号11010802020287

      领券