Linux虛擬記憶體

2021-10-09 08:45:37 字數 1844 閱讀 2448

一、虛擬記憶體:

1、系統會為每個程序分4g的虛擬記憶體空間。

32個0 ~ 32個1 位址範圍。

2、使用者只能使用虛擬位址,無法直接使用物理記憶體。

3、虛擬位址與物理記憶體進行對映才能使用,否則就會產生段錯誤。

4、虛擬位址與物理記憶體的對映由作業系統動態維護。

5、讓使用者使用虛擬位址一方面為了安全,另一方面作業系統可以讓應用程式使用比實際物理記憶體更的位址空間。

6、4g的虛擬位址分為兩部分

[0~3) 使用者空間

[3~4) 核心空間

7、使用者空間中的**不能直接訪問核心空間**和資料,可以通過呼叫系統api切換到核心態,間接的與核心交換資料。

8、對虛擬記憶體越界訪問(使用沒有對映過的記憶體)將導致段錯誤。

二、對映虛擬記憶體與物理記憶體的函式:

#include

void *sbrk(intptr_t increment);

功能:根據增量引數調整該指標的位置,既能對映也能取消對映。

increment:增量

0 獲取指標的位置

<0 取消釋放

>0 對映記憶體

返回值:該指標原來的位置。

int brk(void *addr);

功能:直接用addr的值修改指標的位置。

addr:

> 位置指標,對映記憶體

< 位置指標,取消對映

返回值:成功返回0,失敗返回-1。

注意:brk/sbrk是posix標準的記憶體對映函式,都有單獨對映、取消對映的功能,但配合使用最方便。

#include void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);

功能:對映虛擬記憶體與物理記憶體,sbrk和brk底層呼叫的就是它們。

length:對映的位元組長度

port:對映的許可權

prot_exec 執行許可權

prot_read 讀許可權

prot_write 寫許可權

prot_none 沒有許可權

flags:對映標誌

map_fixed 如果提供的addr無法對映,則失敗,系統不會自動調整。

map_anonymous 將虛擬對映到物理記憶體,而不是檔案,忽略fd等引數。

map_shared 對對映區域的寫操作直接反映到檔案中。

map_private 對對映區域的寫操作只反映到檔案的緩衝區,不會真正寫入檔案。

map_denywrite 拒絕檔案的寫入操作

fd:檔案描述符

offset:檔案的偏移量

int munmap(void *addr, size_t length);

功能:取消對映

length:記憶體位元組數

返回值:成功返回0,失敗返回-1。

總結:

1、mmap/munmap 底層不維護任何東西,只返回乙個對映後的記憶體首位址,所對映的記憶體位於堆中。

2、brk/sbrk底層維護乙個指標,記錄所對映的記憶體結尾,所對映的記憶體也位於堆中,底層呼叫的是mmap/munmap。

3、malloc/free底層維護乙個雙向鍊錶和必須的控制資訊,所對映的記憶體也位於堆中,底層呼叫的是brk/sbrk。

4、每個程序都有4g(32位系統)的虛擬記憶體空間,虛擬記憶體只是個資料,必須與物理記憶體建立對映關係才能使用。

5、平時所說記憶體的分配與釋放有兩層含義。

1、許可權的分配與釋放

2、對映關係的取消與建立

6、重點是理解linux系統的記憶體管理機制,而不是brk/sbrk/mmap/munmap的用法。

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