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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。...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。进程可以随意访问其它进程的内存。...对于操作系统而言，这就是内核可以做的事，内核可以访问任意进程的地址空间。当然了，内核并不会无故私闯民宅，就像警察不会随意闯入别人家里一样。但是，你可以让内核故意这么做，做点无赖的事情。...显然，test进程如果自己不改它，那就没辙...但是可以让内核强制改啊，让内核私闯民宅就是了。...---- 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。

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Linux进程——进程地址空间

前言：在讲完环境变量后，相信大家对Linux有更进一步的认识，而Linux进程概念到这也快接近尾声了，现在我们了解Linux进程中的地址空间！...本篇主要内容：了解程序地址空间理解进程地址空间探究页表和虚拟地址空间 1....首先引入一个概念：每一个进程运行之后，都会有一个进程地址空间的存在，在系统层面都要有自己的页表映射结构！因此：当一个进程先修改后，它就不再指向原来那块物理空间，而是拥有一个新的物理空间！...每一个进程都要有地址空间，系统中，一定要对地址空间做管理!! 而操作系统管理地址空间，一定是“先描述，在组织”！地址空间最终一定是一个内核的数据结构对象，就是一个内核结构体！...结束进程地址空间，我们的Linux进程概念到这里也结束了，后面我将带大家走进进程控制。谢谢大家支持本篇到这里就结束了

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【Linux内核】进程管理

进程状态转化图进程级联 Linux进程之间存在一个明显的继承关系。所有的进程都是PID为1的init进程的后代。内核在系统启动的最后阶段启动init进程。...内核此时并不复制整个进程地址空间，而是让父进程和子进程共享同一个拷贝。只有在需要写人的时候，数据才会被复制，从而使各个进程拥有各自的拷贝。...因为一般子进程都会马上调用exec()函数，这样可以避免写时拷贝的额外开销，如果父进程首先执行的话，有可能会开始向地址空间写人。线程在Linux中的实现 Linux实现线程的机制非常独特。...这种任务可以通过内核线程(kernel thread)完成一独立运行在内核空间的标准进程。内核线程和普通的进程间的区别在于内核线程没有独立的地址空间(实际上它的mm指针被设置为NULL)。...它们只在内核空间运行，从来不切换到用户空间。内核进程和普通进程一样，可以被调度，也可以被抢占。 Linux确实会把一些任务交给内核线程去做，像pdflush和ksofirqd这些任务就是明显的例子。

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【Linux内核】进程调度

文章目录前言 I/O消耗型与处理器消耗性进程优先级时间片进程抢占前言调度程序没有太复杂的原理。最大限度地利用处理器时间的原则是，只要有可以执行的进程，那么就总会有进程正在执行。...但是只要系统中进程的数目比处理器的个数多，就注定会有一些进程不能一直执行。这些进程在等待运行。在一组处于可运行状态的进程中选择一个来执行，是调度程序所需完成的基本工作。...Linux 提供了抢占式的多任务模式。在此模式下，由调度程序来决定什么时候停止一个进程的运行以便其他进程能够得到执行机会。这个强制的挂起动作就叫抢占(preemption)。...在包括Linux在内的某些系统中，优先级高的进程使用的时间片也较长。调度程序总是选择时间片未用尽面且优先级最高的进程运行。用户和系统都可以通过设置进程的优先级来影响系统的调度。...进程抢占像前面所说的，Linux 系统是抢占式的。当-个进程进入TASK_RUNNING状态，内核会检查它的优先级是否高于当前正在执行的进程。

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Linux内核进程原理

在Linux内核中，进程又称为任务（task），进程的虚拟地址空间可以分为用户虚拟地址空间和内核虚拟地址空间，所有进程共享内核虚拟地址空间，又各自拥有独立的用户虚拟地址空间。...进程拥有两种特殊的形式：没有用户虚拟地址空间的进程叫内核线程（守护进程便属于内核线程），共享用户虚拟地址空间的进程叫用户线程，共享同一个用户虚拟地址空间的所有用户线程称为一个线程组。...图片 Linux内核提供了一组宏值来表示进程的状态： TASK_RUNNING（可运行状态或就绪状态）；Linux并没有严格区分运行态或就绪态，统一为TASK_RUNNING...限期进程是指必须在一定时间内要完成的进程。其余的非限期进程的实时进程也是需要在一定时间内完成，但不是那么急需。 Linux不支持硬实时处理，至少在主流的内核中不支持。...，与普通用户进程区别在于内核线程没有独立的进程地址空间。

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linux之用户空间和内核空间

linux驱动程序一般工作在内核空间，但也可以工作在用户空间。下面我们将详细解析，什么是内核空间，什么是用户空间，以及如何判断他们。...Linux简化了分段机制，使得虚拟地址与线性地址总是一致，因此，Linux的虚拟地址空间也为0～4G。Linux内核将这4G字节的空间分为两部分。...而将较低的3G字节（从虚拟地址 0x00000000到0xBFFFFFFF），供各个进程使用，称为“用户空间）。因为每个进程可以通过系统调用进入内核，因此，Linux内核由系统内的所有进程共享。...于是，从具体进程的角度来看，每个进程可以拥有4G字节的虚拟空间。 Linux使用两级保护机制：0级供内核使用，3级供用户程序使用。...对内核空间来说，其地址映射是很简单的线性映射，0xC0000000就是物理地址与线性地址之间的位移量，在Linux代码中就叫做PAGE_OFFSET。内核空间和用户空间之间如何进行通讯？

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Linux：进程地址空间

本质上其实就是一个内核数据结构，和PCB一样，地址空间也是需要被操作系统管理的：先描述再组织。而每一个进程都有自己的进程地址空间，PCB内部有一个指针指向这块空间！...），然后开辟一块新的物理内存，修改页表的映射 4.2 进程地址空间是如何切换的进程PCB结构体里有对应的进程地址空间指针，所以进程切换就以为这进程空间地址空间被切换，而页表会被存储在CPU的cr3...4.4 再次理解进程具有独立性 1、在内核数据结构上是独立的 2、物理内存中加载的代码和数据，只需要再页表上去体现。...这是有Linux的内存模块去管理的，进程并不需要关心。结论4：其实变量名在定义的时候就已经被转化成一个个虚拟地址了，而我们之所以有a和&a，本质上是为了区分想获取的是变量的值还是地址。...结论5：以前我们所学习的C内存管理，其实本质上是进程地址空间，而内存管理是由Linux替我们完成的，我们上层语言并不需要关心具体的细节，只需要正常去通过对应的线性地址去使用就行了。

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【Linux】进程地址空间

//临时变量在栈区 printf("stack addr: %p\n", &b); printf("stack addr: %p\n", &c); //其实在栈区的最大地址处和内核空间的最小地址处之间还有一部分...下面我们来讨论一下二、进程地址空间 1、页表我们在之前讲到的程序地址空间的说法其实是错误的，正确来说应该叫进程地址空间，上面我们所说的地址叫做虚拟地址，也叫做线性地址，既然叫做虚拟地址，那当然就不是真实的物理地址了...，也就是虚拟地址是相同的，我们不是复制出了两个地址空间，这里需要注意内核空间中有父子进程的task_struct，它们里面有指向各自页表的指针其中上方是父进程的地址空间，下方是子进程的地址空间，子进程直接复制父进程的地址空间...，栈的start是高地址处，其他用户空间都是start为低地址处 3、进程地址空间这样组织的优势（一）让进程以一个统一的视角看待内存我们以页表这样的形式用来过渡，保证了我们所访问的虚拟地址（线性地址...，其他的我并不关心不同进程的虚拟地址空间是相互隔离的，一个进程无法直接访问另一个进程的虚拟地址空间，这就保证了进程之间的独立性和安全性，一个进程的错误或恶意操作不会影响到其他进程的正常运行（二）保护物理内存

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Linux进程地址空间

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。...我们来看看内核中是怎样设计的：确实跟我们说的描述方式一模一样。二.进程地址空间我们在C/C++中的取地址操作，取的是内存中的地址？其实，不是的！！...但是由此我们就可以知道，程序地址空间并不是内存，它的正确叫法为进程地址空间！我们读取的地址是虚拟地址（也叫做逻辑地址）。虚拟地址空间就是操作系统内核中的一个名为mm_struct结构体。...虽然每一个进程只有1个虚拟空间，但是这个虚拟空间可以被别的进程来同享。如：子进程同享父进程的地址空间，而mm_user和mm_count就对其计数。...虚拟地址空间的存在，可以更方便的进行进程和进程代码和数据的解耦，更好的保证了进程的独立性特征。

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linux进程地址空间

，我们可以在这个区域上面进行区域的划分，存放各种数据；进程地址空间在内核里面就是一个内核对象结构体，这个结构体里面有地址区域的起始位置的地址start和终止位置的地址end； 3.5进程地址空间管理...对于任何一个进程，都会创建一个task_struct结构体对象，这个指针指向我们的进程地址空间对象，这个里面就有我们的各种区域的划分，方便我们对于这个区域的管理； 3.6进程地址空间的存在意义让所有的进程以一个统一的视角去看待内存...，因为地址空间使得所有的进程都需要虚拟地址，子进程和父进程的关系，调度是一套统一的流程；当我们访问内存的时候，会增加一个转换的过程，在这个转换的过程中，虚拟地址空间会进行审查，例如我们对于这个只读区域进行修改...（避免强耦合，强耦合的话就是关联性比较强，容易相互牵扯问题）；进程=内核数据结构PCB+进程地址空间+页表+数据和代码，每一个进程都可以有一整套这个东西；进程具有对立性：首先就是这个不同的进程对应的这个...PCB是不一样的，其次就是这个物理地址部分，子进程和父进程开辟空间的地址是不一样的；我们创建一个进程之后，首先要做的事情就是去创建内核数据结构，说白了就是去把这个虚拟地址空间，页表和物理内存这个框架去搭建起来

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【Linux】进程地址空间

显示相同地址，却是不同的值下面在Linux上验证创建test.c文件 st.c  ⮀.../mytest ，执行mtest可执行程序子进程被全局数据的修改，被不影响父进程，说明进程具有独立性，而进程是由内核数据结构+代码和数据组成的，独立性体现在数据上，所以通过写时拷贝的做法使一个进程的变量被修改...A B C D称之为进程，大富翁称之为操作系统，10亿美金称之为内存大富翁需要将饼管理起来，管理的本质是先描述，再组织饼本质就是一个内核数据结构 mm_struct 3.代码区、数据区、...，CPU会自动根据页表将虚拟地址转化为物理地址创建子进程，就要创建子进程的PCB，及地址空间和页表结构子进程的相关内核数据结构的属性字段会继承父进程大富翁 A有个儿子是E，A跟E说，我们家有10...，子进程对数据的修改，不影响父进程子进程要对value修改时，在内存中重新申请一块空间，拷贝value值给新空间，重新映射指向新开辟的空间，导致不影响父进程的value值，最终将新开辟的空间value

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【Linux 内核】进程管理 ( 进程与操作系统 | 进程与程序 | 进程与线程 | 虚拟地址空间 )

文章目录一、进程与操作系统二、进程与程序三、进程与线程四、虚拟地址空间一、进程与操作系统 ---- 操作系统与硬件的关系 : 操作系统使用硬件提供的资源 , 如 CPU , 内存 , 磁盘...数据的组合在一起的文件 , 在操作系统中运行起来之后 , 才叫做进程 ; 进程是运行的程序 ; 三、进程与线程 ---- 进程与线程 : 线程是运行的基本单位 , 进程是线程的容器...; 四、虚拟地址空间 ---- 进程与内存管理 : 进程是内存管理的基本单元 , 每个进程都是独立的内存管理单元 ; 在 Linux 内核中 , 进程又被称为任务 ; 虚拟地址空间概念...: 每个进程作为独立的内存管理单元 , 其内存单元称为虚拟地址空间 , 进程的虚拟地址空间分为用户虚拟地址空间 ( 每个进程独立拥有 ) 内核虚拟地址空间 ( 所有进程共享 ) 操作系统...中运行的所有进程共享内核虚拟地址空间 , 每个进程都拥有独立的用户虚拟地址空间 ;

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Linux内核15-内核如何创建进程

* 直到子进程释放自己的内存空间，也就是，保证子进程先行于父进程 */ if (clone_flags & CLONE_VFORK) { if...：创建旧进程的副本，比如进程描述符和子进程运行需要的其它内核数据结构。...esp寄存器加载thread.esp的值（也就是获取了子进程的内核态栈的地址），eip寄存器加载ret_from_fork()函数的返回地址（子进程执行的下一条指令）。...总结这个函数看似很复杂，其实就是根据用户态传递过来的控制参数，实现进程的4要素：执行代码、私有堆栈空间、进程控制块（task_struct）和独立的内存空间。当然了，线程只是拷贝父进程的即可。...创建完进程的4要素之后，把新进程的最开始执行的指令设置到eip寄存器即可。然后就是等待内核调度。当轮到新进程使用CPU的时候，就从eip寄存器开始执行。

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Linux系统-进程地址空间

Linux进程地址空间零、前言一、程序内存空间二、进程地址空间 1、引入及概念 2、进程地址空间 3、相关问题零、前言本章主要讲解学习进程地址空间的知识一、程序内存空间在学习C/C...++中我们知道了程序内存的空间开辟以及内存分区的基本概念示图：各分区作用：内核空间：用户代码无法读写命令行参数环境变量：储存命令行参数环境变量栈区：存放运行函数而分配的局部变量...，说明该地址绝对不是物理地址，因为是物理地址根本不会有这种事发生 2、进程地址空间概念：在Linux地址下，这种地址叫做虚拟地址，我们在用C/C++语言所看到的地址，全部都是虚拟地址！...，同时也相应的分配了对应的mm_struct进程地址空间（PCB中储存了该进程对应的进程地址空间的地址），也就是每个进程都认为自己独占内存资源对于进程来说，进程控制块以及进程地址空间以及相应的资源...CPU上，系统在内核为进程创建PCB记录进程属性，分配进程空间地址，由页表构建虚拟地址与物理地址的映射关系，程序查找或者修改数据会通过PCB找到对应的进程地址空间，再由进程地址空间上的虚拟地址由页表找到物理空间上分配的数据

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Linux之进程地址空间

在Linux中，特殊情况，我们将这种地址也成为逻辑地址。 2.感性的理解虚拟地址空间从前有一个大富翁，他有10亿美元的资产。...当然对于Linux而言，虚拟地址、线性地址、逻辑地址都是一样的。三、怎么办操作系统要为每一个进程分配地址空间，那么操作系统是否要管理这些地址空间呢？当然是要管理的。...而地址空间也是需要用内核数据结构mm_struct进行管理，OS会为每一个进程创建一个mm_struct（结构体）对象，进行管理。该结构体对象保存在它所对应进程的PCB中。...3-4G是内核空间。总结以上就是今天要讲的内容，本文介绍了进程地址空间的相关概念。...本文作者目前也是正在学习Linux相关的知识，如果文章中的内容有错误或者不严谨的部分，欢迎大家在评论区指出，也欢迎大家在评论区提问、交流。

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Linux内核编程--进程组和守护进程

会话和进程组进程组：进程组是多个进程的集合, 接收同一个终端的各类信号信息。进程调用setpgid(pid, pgid)可以加入一个现有的进程组或者创建一个新的进程组。...进程组长（头部进程）：每个进程组都有一个进程组ID, 每个进程组都有一个组长(头部进程), 在大部分系统中, 进程组ID一般就是头部进程ID。获得一个进程所在的进程组ID用getpgid(pid)。...子进程继承了父进程的进程组ID，不过它有自己的进程ID，这就保证了子进程不是一个进程组的头部进程 Step.3 调用setsid( )，给守护进程创建一个新的进程组和会话，使当前进程成为新进程组的头部进程...1); fprintf(fp, "%d", i); i++; } fclose(fp); return (0); } 运行结果：常用的Linux...查询被进程ID对应的进程打开的文件：lsof -p 1000 查看进程内存情况：pmap PID 样例：参考阅读：《UNIX环境高级编程第3版》《Linux C++ 通信架构实战》《UNIX

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linux缺页异常处理--内核空间

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。...缺页异常的处理函数为do_page_fault()，该函数是和体系结构相关的一个函数，缺页异常的来源可分为两种，一种是内核空间(访问了线性地址空间的第4个GB)，一种是用户空间(访问了线性地址空间的0~...3GB)，以X86架构为例，先来看内核空间异常的处理。

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【Linux系统内核探索】进程调度

因为计算机的CPU资源有限，操作系统需要决定在任何时刻哪个进程能够使用CPU执行任务，这个过程就是进程调度。 Linux进程调度经历了多个阶段的优化，目前主流的Linux内核使用的是完全公平调度器。...现代的Linux调度主要依赖于Linux的CFS调度器，在2.6版本之前主要用的是Linux内核O(1)调度算法，这次我们的重点在于Linux内核O(1)调度算法。...进程调度算法我们打开Linux内核源码版本是2.5.18，打开源码后搜索runqueue。...这样就实现了Linux内核O(1)调度算法。...总结通过本篇博客的介绍，我们深入了解了Linux内核中的进程调度机制。进程调度作为操作系统的核心功能之一，决定了系统的响应速度和整体性能表现。

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Linux内核调度分析（进程调度）

本文是《Linux内核设计与实现》第四章的阅读笔记，代码则是摘自最新的4.6版本linux源码(github)，转载请注明出处。...用户抢占内核即将返回用户空间的时候，如果标志位被设置，会导致被调用，此时就发生了用户抢占。...简单来说有以下两种情况会发生用户抢占：从系统调用返回用户空间从中断处理程序返回用户空间内核抢占 Linux和其他大部分的Unix变体操作系统不同的是，它支持完整的内核抢占。...从中断返回内核空间的时候，会检查和的值，如果被标记，并且为0，就意味着有一个更需要调度的进程需要被调度，而且当前情况是安全的，可以进行抢占，那么此时调度程序就会被调用。...下面罗列可能的内核抢占情况：中断处理正在执行，且返回内核空间之前内核代码再一次具有可抢占性时内核中的任务显式地调用内核中的任务被阻塞

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Linux内核编程--进程通信信号

这一篇有区别于上一篇的“信号量”机制哈平台的手机版对排版的支持有限，建议用电脑打开此文章一，Linux信号的概念：信号是 Linux 进程间通信的最古老的方式。...在Linux终端上敲“Ctrl+c”，就产生一个“中断”，相当于产生一个信号，接着就会处理这个“中断任务”（默认的处理方式为结束掉当前进程） 2.信号可以直接进行用户空间进程和内核空间进程的交互，内核进程可以利用它来通知用户空间进程发生了哪些系统事件...SIGCHLD， Linux中当子进程结束时，子进程并未被完全销毁，因为父进程还要用它的信息。...这些情况通常由硬件检测到，并通知内核，然后内核产生适当的信号发送给相应的进程。 c) 软件异常将产生信号。当检测到某种软件条件已发生(如：定时器alarm)，并将其通知有关进程时，产生信号。...Linux中可能有不同的行为。

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