通用操作系统，通常都会开启mmu来支持虚拟内存管理，而页表管理是在虚拟内存管理中尤为重要，本文主要以回答几个页表管理中关键性问题来解析Linux内核页表管理，看一看页表管理中那些鲜为人知的秘密。
我们接着看linux初始化内存的下半部分，等内存初始化后就可以进入真正的内存管理了，初始化我总结了一下，大体分为三步：
这本书属于学习Linux内核原理必读推荐书目之一！对Linux内核的设计原理进行了细致的说明，也有具体实现部分的介绍，结合源码能很好的理解Linux内核；
前面讲解的很多内容都很抽象，所以本次系列决定"接点地气"，准备开始讲解大家熟悉的Activity了，为了让我以及大家更好的理解Activity，我决定本系列的课程主要分为4大流程和2大模块。 4大流程如下：
虚拟内存就是在你电脑的物理内存不够用时把一部分硬盘空间作为内存来使用，这部分硬盘空间就叫作虚拟内存。
KVM：Kernel-based Virtual Machine，是基于Linux内核的开源虚拟化解决方案，从2.6.20版本开始被合入kernel主分支维护。最初只支持X86平台的上支持VMX或者SVM的CPU，不久后被确认为标准Linux内核的虚拟化方案并逐步支持S390、IA64和PowerPC等体系架构；KVM本身只提供部分的虚拟化功能（虚拟CPU和内存），而由经过特殊改造后的Qemu(Qemu-kvm)来帮助下提供完整的平台虚拟化功能。
Linux内核中采用了一种同时适用于32位和64位系统的内存分页模型，对于32位系统来说，两级页表足够用了，而在x86_64系统中，用到了四级页表。四级页表分别为：
vmlinux 属于 ELF 文件，要想了解如何启动 vmlinux，首先需要知道 ELF 的格式。
作者：dengxuanshi，腾讯 IEG 后台开发工程师 以下源代码来自 linux-5.10.3 内核代码，主要以 x86-32 为例。 Linux 内存管理是一个很复杂的“工程”，它不仅仅是对物理内存的管理，也涉及到虚拟内存管理、内存交换和内存回收等 物理内存的探测 Linux 内核通过 detect_memory()函数实现对物理内存的探测 void detect_memory(void) { detect_memory_e820(); detect_memory_e801(); d
Linux 内存管理模型非常直接明了，因为 Linux 的这种机制使其具有可移植性并且能够在内存管理单元相差不大的机器下实现 Linux，下面我们就来认识一下 Linux 内存管理是如何实现的。
一些操作系统（例如 Linux）通过在用户空间和内核之间共享只读区域中的数据来加速某些系统调用。 这消除了在执行这些系统调用时对内核交叉的需要。
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。
平时写过多进程多线程程序，比如使用linux的系统调用fork创建子进程和glibc中的nptl包里的pthread_create创建线程，甚至在java里使用Thread类创建线程等，虽然使用问题不大，但需要知道底层原理。这次在自己写操作系统的时候，看了一遍linux内核的进程创建过程。算是有了比较深入的理解。
实模式是有很大弊端的，首先，直接操作物理内存，这样的话每次只能运行一个程序，并且不安全；另外，内存最大使用到1M，限制太大。
有一个不会经常深入讨论但非常重要的方面是大内存页（Hugepages）和转译后备缓冲器（Translation Lookaside Buffer，TLB）的作用。在本系列文章中，我们将解释它们是什么，为什么它们重要，以及如何使用它们。我们将关注运行在64位X86硬件上的 Linux 操作系统，但是大多数观点也适用于其他体系结构。
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
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）
如上图所示，smmu 的作用和mmu 类似，mmu作用是替cpu翻译页表将进程的虚拟地址转换成cpu可以识别的物理地址。同理，smmu的作用就是替设备将dma请求的地址，翻译成设备真正能用的物理地址，但是当smmu bypass的时候，设备也可以直接使用物理地址来进行dma；
KSMA的全称是Kernel Space Mirror Attack，即内核镜像攻击。本文主要记录对该攻击方法的原理分析以及Linux内核中相关内存管理部分。
在实现6.S081 Lab3过程中，需要对xv6页表有一定的掌握，因此写了这份源码分析。
虚拟内存是实现分段和分页的关键所在，而分段和分页是操作系统管理内存的两个核心机制。
看了很多关于linux内存管理的文章还是云里雾里，听了很多关于linux内存管理的课程还是一头雾水。其实很多时候造成不懂的原因不是资料太少，恰恰是资料太多，而且各个内核版本的差异，32位64位的不同，文章的胡编乱造等都给读者带来疑惑。本着对内存深度剖析的态度，希望以版本kernel-4.14，架构AARCH64为专题做个内存管理的架构性整理。
操作系统确实是比较难啃的一门课，至少我认为比计算机网络难太多了，但它的重要性就不用我多说了。
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：
内存管理这部分我没有集中在一起叙述，本节只是讲述物理内存如何组织管理，页表的内核部分如何创建的，与地址转换的在启动理论那一块儿说了，虚拟地址空间的用户部分在进程那儿叙述，堆内存管理也在进程那一块儿讲述。废话不多说来看本节内容：
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。
本文讲解Linux内核虚拟内存管理中的mmu_gather操作，看看它是如何保证刷tlb和释放物理页的顺序的，又是如何将更多的页面聚集起来统一释放的。
随着linux的代码更新，阅读linux-4.15代码，从中发现很多与众不同的地方。之所以与众不同，就是因为和我之前从网上博客或者书籍中看到的内容有所差异。当然了，并不是为了表明书上或者博客的观点是错误的。而是因为linux代码更新的太快，网上的博客和书籍跟不上linux的步伐而已。究竟是哪些发生了差异了？例如：kernel image映射区域从原来的linear mapping region（线性映射区域）搬移到VMALLOC区域。因此，我希望通过本篇文章揭晓这些差异。当然，我相信不久的将来这篇文章也将会成为一段历史。
Linux 内存管理模型不是咱们这个系列的讨论重点，我们这里只会简单提一些对于咱们这个系列需要了解到的，如果读者想要深入理解，建议大家查看 bin 神（公众号：bin 的技术小屋）的系列文章：一步一图带你深入理解 Linux 虚拟内存管理
上一篇我们了解了内存在内核态是如何管理的，本篇文章我们一起来看下内存在用户态的使用情况，如果上一篇文章说是内核驱动工程师经常面对的内存管理问题，那本篇就是应用工程师常面对的问题。
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。
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！
从启动引导程序 bootloader（uboot）跳转到 Linux 内核后，Linux 内核开始启动，今天我们分析一下 Linux 内核启动入口。
大家在看内核代码时会经常看的以上术语，但在ARM的芯片手册中并没有用到这些术语，而是使用L1，L2，L3页表这种术语。
在观看本博客之前，建议大家先看一文搞懂Linux信号【上】。由于上一篇博客篇幅太长，为了更好的阅读体验，我拆成了两篇博客。那么接下来，在上一篇的基础上，我们继续学习Linux信号部分。本篇我们主要谈论信号保存和信号处理。
Linux的内存管理可谓是学好Linux的必经之路，也是Linux的关键知识点，有人说打通了内存管理的知识，也就打通了Linux的任督二脉，这一点不夸张。有人问网上有很多Linux内存管理的内容，为什么还要看你这一篇，这正是我写此文的原因，网上碎片化的相关知识点大都是东拼西凑，先不说正确性与否，就连基本的逻辑都没有搞清楚，我可以负责任的说Linux内存管理只需要看此文一篇就可以让你入Linux内核的大门，省去你东找西找的时间，让你形成内存管理知识的闭环。
Linux的内存管理可谓是学好Linux的必经之路，也是Linux的关键知识点，有人说打通了内存管理的知识，也就打通了Linux的任督二脉，这一点不夸张。有人问网上有很多Linux内存管理的内容，为什么还要看你这一篇，这正是我写此文的原因，网上碎片化的相关知识点大都是东拼西凑，先不说正确性与否，就连基本的逻辑都没有搞清楚，我可以负责任的说Linux内存管理只需要看此文一篇就可以让你入Linux内核的大门，省去你东找西找的时间，让你形成内存管理知识的闭环。 文章比较长，做好准备，深呼吸，让我们一起打开Lin
前面提到了虚拟内存需要映射物理内存才能使用，这个映射关系被保存在内存中的页表（Page Table）。现代 CPU 架构中一般有 TLB （Translation Lookaside Buffer，翻译后备缓冲，也称为页表寄存器缓冲）存在，在里面保存了经常使用的页表映射项。TLB 的大小有限，一般 TLB 如果只能容纳小于 100 个页表映射项。 我们能让程序的虚拟内存对应的页表映射项都处于 TLB 中，那么能大大提升程序性能，这就要尽量减少页表映射项的个数：页表项个数 = 程序所需内存大小 / 页大小。我们要么缩小程序所需内存，要么增大页大小。我们一般会考虑增加页大小，这就大页分配的由来，JVM 对于堆内存分配也支持大页分配，用于优化大堆内存的分配。那么 Linux 环境中有哪些大页分配的方式呢？
数据结构中栈具有后进先出的特点，我们提到堆和栈空间的时候，指的是数据在内存中的概念，对栈空间，基本的认知包括：
这个地址绝对不是物理地址，理论上修改了数据为300之后不可能在输出有100，访问一个地址怎么可能又是100也是300。这个地址在系统层面上称之为虚拟地址。
随着硬件能力的提升，系统内存容量变得越来越大。尤其是在服务器上，过T级别的内存容量也已经不罕见了。
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。
什么是命令行参数呢？首先我们得先知道，主函数是可以传参的！而这个传给主函数的参数就是命令行参数。
第一部分 Linux下ARM汇编语法尽管在Linux下使用C或C++编写程序很方便，但汇编源程序用于系统最基本的初始化，如初始化堆栈指针、设置页表、操作 ARM的协处理器等。初始化完成后就可以跳转到C代码执行。需要注意的是，GNU的汇编器遵循AT&T的汇编语法，可以从GNU的站点(www.gnu.org)上下载有关规范。
在内存管理的上下文中, 初始化(initialization)可以有多种含义. 在许多CPU上, 必须显式设置适用于Linux内核的内存模型. 例如在x86_32上需要切换到保护模式, 然后内核才能检测到可用内存和寄存器.
/* * linux/mm/memory.c * * (C) 1991 Linus Torvalds */ /* * demand-loading started 01.12.91 - seems it is high on the list of * things wanted, and it should be easy to implement. - Linus */ /* * Ok, demand-loading was easy, shared pages a littl
当进程在CPU上运行时，如指令中涉及逻辑地址时，操作系统自动根据页长得到页号和页内偏移，把页内偏移拷贝到物理地址寄存器，再根据页号，查页表，得到该页在内存中的块号，把块号左移页长的位数（二进制实现），写到物理地址寄存器。
操作系统是控制管理整个计算机系统的软件与硬件资源，合理地组织和调度计算机的工作和资源的分配，进而为用户和应用程序提供方便接口与环境的程序集合，是一种最基本的系统软件。目前常用的计算机操作系统有windows，linux等，本文将从宏观的角度总结操作系统的工作流程，将分散的知识链接在一起，有助于理解操作系统。
最近面试被问到了写时复制（cow）的概念，顺便在这里整理一下，简单说说写时复制的设计理念和使用场景，暂时不会太深入技术实现，技术部分的介绍有机会再去单开一章。
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