1.系统调用与内存管理(sbrk、函数函数brk、源码源码mmap、函数函数munmap)
2.xv6 学习[9]:内存管理系统B 内核&进程空间
系统调用与内存管理(sbrk、源码源码brk、函数函数mmap、源码源码aervlet源码munmap)
系统调用在Linux中扮演着重要角色,函数函数如open、源码源码close等是函数函数用户空间进入内核空间的接口。内存管理通过系统调用如brk()和sbrk()改变数据段长度,源码源码实现虚拟内存与物理内存映射,函数函数而mmap()用于地址映射,源码源码允许文件或对象被映射进内存。函数函数理解这些系统调用对于优化内存使用和程序性能至关重要。源码源码下面将详细解释这些内存管理相关的函数函数vb代码美化 源码系统调用。
系统调用与内存管理:
Linux操作系统中,用户空间与内核空间的内存管理主要通过系统调用来实现,如通过sbrk()和brk()来动态调整数据段边界。sbrk()和brk()允许增加或减少内存使用,改变程序间断点的位置,以进行内存分配与回收。其中,sbrk()用于分配,而brk()在回收内存时更为常见。它们通过改变内存映射的程序间断点实现内存管理。
在C++中,new和delete底层调用malloc和free,而这些与内核的交互通过sbrk等系统函数。内存管理流程涉及用户空间与内核间频繁交互,arraylist之源码解读但过度使用系统调用可能导致效率降低,因为每次调用都涉及状态切换和数据加载。
接下来,mmap()和munmap()函数用于地址映射,将文件或对象映射到内存中,允许进程直接访问这部分内存。mmap()需要指定起始地址、长度、权限、映射类型等参数,而munmap()则用于解除内存映射。这些函数在文件系统操作和高效内存管理中扮演关键角色。
通过以上系统调用,内存管理在Linux中实现动态和高效的java发送表情 源码内存分配与回收,同时支持文件与内存的映射,为程序的性能优化提供了基石。深入理解这些系统调用,对于开发高效、内存友好的应用至关重要。
xv6 学习[9]:内存管理系统B 内核&进程空间
本文介绍 xv6 中内核和进程的虚拟地址空间,以及内存管理相关函数的使用。首先,我们从页表项的操作开始,了解如何进行 PTE 搜索、删除和增加。然后,我们深入探讨内核页表和进程页表的结构和功能。
在建立页表映射前,帆软报表源码需要了解 memlayout.h 中提供的信息。走遍页表(walkpgdir)函数通过虚拟地址前位和中位定位到页目录和页表中的索引。mappages 函数用于增加页表项,结合了 boot_map_region 和 page_insert 的功能。其基本思路是通过 walkpgdir 查找虚拟地址对应的 PTE,并将物理地址(PA)写入 PTE。同时,需要在调用 mappages 时设置 walkpgdir 的 alloc 参数为 1,以在页表不存在时分配页表。
在进程终止时,freevm 函数负责释放所有进程的物理页。该函数分为三部分:首先调用 deallocuvm 删除超过 newsz 的部分页表项,将对应物理页释放到内存池。接着,遍历页表,对于存在的 PDE,释放其页表页。最后释放页目录。
内核页表是每个处理器共享的资源,通过调度器(scheduler)使用。内核页表与用户进程页表的内核部分相同,但没有用户空间。用户页表由应用程序根据 ELF 文件创建。
内核页表映射了内核运行所需的物理空间,包括扩展内存、设备空间、内核程序文件以及低1MB内存。devspace 虚拟地址直接等于物理地址,确保内核运行。在 QEMU 配置时,物理内存大小设定为MB,因此内核空间存在未使用的空洞。即使物理内存足够大,0至devspace 之间的空间无法被页表映射,表明存在未使用的物理内存。
内核页表没有映射用户空间内容,在 KERNBASE 下的页表项没有映射物理页,而 KERNBASE 之上映射的物理空间与用户进程相同。
内核页表初始化由 kvmalloc 函数完成,并通过 setupkvm 创建页表,switchkvm 将页表基址加载到 cr3,实现页表切换。
当内核启动时,kvmalloc 初始化页表,setupkvm 设置页表的内核部分,switchkvm 将当前 CPU 的页表切换成内核页表。在 switchkvm 之前,使用的是 bootloader 创建的页表。
用户空间的布局包括四个部分:数据段、代码段、栈段、堆区。在 init 进程中,通过 setupkvm 初始化内核部分,然后调用 inituvm 初始化用户部分,将代码段、数据段映射到虚拟地址0。栈和堆区由 init 进程预先分配。在 exec 函数中,初始化新进程的用户空间,包括重新设置代码段、数据段、栈段和堆区,并重新设置页表映射。
在 fork 函数调用时,子进程的虚拟地址空间与父进程完全一致,但虚拟地址映射成的物理地址有所不同。sbrk 函数用于管理堆区内存,允许用户进程动态调整虚拟内存。
总结:通过深入探讨 xv6 中内存管理的关键概念和函数,我们可以更好地理解操作系统如何高效管理内存资源。从页表操作到内核页表与进程页表的结构,再到内存管理的各个阶段,本文提供了一个全面的视角。在实现高级功能时,如共享内核页面、支持 shell 脚本执行等,需要进一步扩展 xv6 的功能。
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