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linux缺页异常处理--内核空间

下面解释一下第二种情况,这是虚拟内存管理的一个特性。尽管每个进程独立拥有3GB的可访问地址空间,但是这些资源都是内核开出的空头支票,也就是说进程手握着和自己相关的一个个虚拟内存区域(vma),但是这些虚拟内存区域并不会在创建的时候就和物理页框挂钩,由于程序的局部性原理,程序在一定时间内所访问的内存往往是有限的,因此内核只会在进程确确实实需要访问物理内存时才会将相应的虚拟内存区域与物理内存进行关联(为相应的地址分配页表项,并将页表项映射到物理内存),也就是说这种缺页异常是正常的,而第一种缺页异常是不正常的,内核要采取各种可行的手段将这种异常带来的破坏减到最小。

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brk实现

在32位Linux内核中,每个用户进程拥有3GB的虚拟空间。内核如何为用户空间来划分这3GB的虚拟空间呢?用户进程的可执行文件由代码段和数据段组成,数据段包括所有静态分配的数据空间,例如全局变量和静态局部变量等。这些空间在可执行文件装载时,内核就为其分配好这些空间,包括虚拟地址和物理页面,并建立好两者的映射关系。如图2.15所示,用户进程的用户栈从3GB虚拟空间的顶部开始,由顶向下延伸,而brk分配的空间是从数据段的顶部end_data到用户栈的底部。所以动态分配空间是从进程的end_data开始,每次分配一块空间,就把这个边界往上推进一段,同时内核和进程都会记录当前边界的位置。

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