本章我们从硬件底层开始，首先研究TLB机制以及如何设置。在此基础上分别研究裸机程序和操作系统下内存管理机制。
独立编址，统一编址： I/O地址空间与内存地址空间编址方式是否统一？例如51为统一编址，I/O和存储器总计64K地址空间；X86为独立编址，分为I/O地址空间和存储器地址空间。 IO空间，内存空间
内存管理子系统可能是linux内核中最为复杂的一个子系统，其支持的功能需求众多，如页面映射、页面分配、页面回收、页面交换、冷热页面、紧急页面、页面碎片管理、页面缓存、页面统计等，而且对性能也有很高的要求。本文从内存管理硬件架构、地址空间划分和内存管理软件架构三个方面入手，尝试对内存管理的软硬件架构做一些宏观上的分析总结。
架构这个词，英文是architecture，牛津词典对其解释为the design and structure of a computer system。所以，这个词体现的是设计和结构，也就是说，是一个抽象机器或通用模型概念上的描述，而不是一个真实机器的实现。这就好比一辆手动挡车，无论是前轮驱动还是后轮驱动，它的油门总是在右，离合器在左。这里，油门和离合器的位置就相当于架构，前轮还是后轮驱动是具体实现。所以，相同的架构，实现未必相同。
这是向MIPS架构移植软件的问题系列之第二篇。上一篇《MIPS架构深入理解8-向MIPS架构移植软件之大小端问题》中，我们讨论了大小端对于移植代码的影响。那么本文，我们再从Cache理解一下对于移植代码的影响，尤指底层代码或操作系统代码。
现代CPU中，为了提高CPU的执行效率，高速缓存必不可少。关于Cache工作原理可以参考我之前的文章
MIPS架构中，中断、异常、系统调用以及其它可以中断程序正常执行流的事件统称为异常（exception），统一由异常处理机制进行处理。
本系列是对 陈莉君 老师 Linux 内核分析与应用[1] 的学习与记录。讲的非常之好，推荐观看
1978年12月5日，物理学家赫尔曼·豪泽（Hermann Hauser）和工程师Chris Curry，在英国剑桥创办了CPU公司（Cambridge Processing Unit），主要业务是为当地市场供应电子设备。
Bionic库是Android的基础库之一，也是连接Android系统和Linux系统内核的桥梁，Bionic中包含了很多基本的功能模块，这些功能模块基本上都是源于Linux，但是就像青出于蓝而胜于蓝，它和Linux还是有一些不一样的的地方。同时，为了更好的服务Android，Bionic中也增加了一些新的模块，由于本次的主题是Androdi的跨进程通信，所以了解Bionic对我们更好的学习Android的跨进行通信还是很有帮助的。
https://www.bilibili.com/video/BV1Ng4y1q7bm 学习笔记
硬件设备并非直接接入到总线上和CPU通信，而是通过接口，用接口连接到总线，再通过总线和CPU通信。
方法一：最简单办法，看打印，通过反复调试，看是哪条语句造成造成了死机。这种方法效率低，而且有时不准确，比如一个系统中有多个进程，但A进程跑的B断点是，出现段错误，系统发出11号信号，造成B，C等进程接到11号信号反初始化而推出。实际当中可能不一定是A进程原因，因为此时B，C等进程也在并发执行，甚至A，B，c 三个进程都在访问某一共享资源（如共享内存等）。
PE 的意思就是 Portable Executable（可移植的执行体）。PE文件结构的总体层次分布图： -------------- |DOS MZ Header | |--------------| |DOS Stub | |--------------| |PE Header | |--------------| |Section Table | |--------------| |Section 1 | |--------------| |Section 2 | |--------------| |Section ... | |--------------| |Section n | -------------- 一、PE文件格式的概要
汇编语言在不同的领域和应用场景中有着不同的重要性，也在大学基础教程中起着不可或缺的作用，例如：
地球上有没有一种安全漏洞，广泛存在于各种计算设备之中，并且难以被检测，难以被修复？在2018年的第一个月里，Meltdown与Spectre两大处理器安全漏洞给出了这个问题的部分答案。 边信道攻击进入热核时代 信息安全行业有一类很高端的攻击方法，叫做边信道攻击（side channel，也有译作侧信道攻击，或旁路攻击的），听着就感觉很高级有没有。这种攻击出现于上世纪90年代，以色列的高等学府似乎经常研制边信道攻击的奇技淫巧——所谓的边信道，就是不从正面进攻，而是从侧面窃取或传递信息的方式，比如利用设备运行时
上一节内容的学习我们知道了CPU是如何访问内存的，CPU拿到内存后就可以向其它人（kernel的其它模块、内核线程、用户空间进程、等等）提供服务，主要包括： 以虚拟地址（VA）的形式，为应用程序提供远大于物理内存的虚拟地址空间（Virtual Address Space） 每个进程都有独立的虚拟地址空间，不会相互影响，进而可提供非常好的内存保护（memory protection） 提供内存映射（Memory Mapping）机制，以便把物理内存、I/O空间、Kernel Image、文件等对象映射到相应进
上一节内容的学习我们知道了CPU是如何访问内存的，CPU拿到内存后就可以向其它人（kernel的其它模块、内核线程、用户空间进程、等等）提供服务，主要包括：
主要是IDA，IDA的安装就不用多说了。这里说明的是辅助插件MIPSROP这些插件的安装，书里面给的插件的链接已经无法支持IDA 6.7以后的版本，主要是由于版本以后的API有更新，具体原因IDA的官方博客也给出了说明，查看了issue以后，发现有大佬已经写了能够支持IDA7.0的插件，安装的命令照着readme做即可顺利的装上。
x86 CPU采用了段页式地址映射模型。进程代码中的地址为逻辑地址，经过段页式地址映射后，才真正访问物理内存。
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。
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！
Kubernetes在2017年赢得了容器编排之战，使得基于容器+Kubernetes来构建PaaS平台成为了云计算的主流方式。在人们把关注的目光都聚焦在Kubernetes上时，容器技术领域在2018年也发生了很多创新，包括amazon最近开源的轻量级虚拟机管理器 Firecracker，Google在今年5月份开源的基于用户态操作系统内核的 gVisor 容器，还有更早开源的虚拟化容器项目 KataContainers，可谓百花齐放。一般的开发者可能认为容器就等于Docker，没想到容器领域还在发生着这么多创新。我在了解这些项目时，发现如果没有一些背景知识，很难get到它们的创新点。我试着通过这篇文章进行一次背景知识的梳理。让我们先从最基本的问题开始：操作系统是怎么工作的？
过去，CPU的地址总线只有32位， 32的地址总线无论是从逻辑上还是从物理上都只能描述4G的地址空间（232=4Gbit），在物理上理论上最多拥有4G内存（除了IO地址空间，实际内存容量小于4G），逻辑空间也只能描述4G的线性地址空间。
理解Linux内核最好预备的知识点 Linux内核的特点 Linux内核的任务 内核的组成部分 哪些地方用到了内核机制？ Linux进程 Linux创建新进程的机制 Linux线程 内核线程 地址空间与特权级别 虚拟地址与物理地址 特权级别（Linux的两种状态） 系统调用 设备驱动程序、块设备和字符设备 网络 文件系统
在Linux内核中，无论如何切换进程，内核地址空间转换到物理地址的关系是永远不变的，主要原因是内核地址空间在所有进程中是共享的。这种设计有几个关键点：
在 Linux 内核中 , 使用 vm_area_struct 结构体描述 " 进程 " 的 " 用户虚拟地址空间 " 的 地址区间 ;
这个问题展开可以聊的东西非常多，从编程语言到可执行文件，从堆栈空间到虚拟内存，可以帮助面试官快速了解候选人这部分的知识储备。
" 物理地址空间 “ 是 CPU 处理器 在 ” 总线 " 上 访问内存的地址 ,
普通的进程 , 包含 内核虚拟地址空间 和 用户虚拟地址空间 , 其中 内核虚拟地址空间 所有进程共享 , 用户虚拟地址空间 由进程独立拥有 ;
" 内核线程 " 是一种 特殊进程 , 独立运行在 " 内核空间 " , 其将 " 内核函数 " 委托给 独立进程 , 该 " 独立进程 " 与 其它进程 ( 包括 普通进程 , 内核自身 , 用户级线程 ) 并行执行 ;
在 Linux 系统中，采用了虚拟内存管理技术，事实上大多数现在操作系统都是如此！在 Linux 系统中，每一个进程都在自己独立的地址空间中运行，在 32 位系统中，每个进程的逻辑地址空间均为 4GB，这 4GB 的内存空间按照 3:1 的比例进行分配，其中用户进程享有 3G 的空间，而内核独自享有剩下的 1G 空间，如下所示：
对于精通 CURD 的业务同学，内存管理好像离我们很远，但这个知识点虽然冷门（估计很多人学完根本就没机会用上）但绝对是基础中的基础。
本文主要的目标读者是习惯于C语言编程，但是，有时候不得不读懂一些汇编代码甚至做一些小范围的改动的开发者，比如操作系统移植时启动代码start.S文件的阅读与修改。如果想要深入研究汇编程序如何编写，请参考所使用的MIPS工具链的说明文档。
进程 的 " 虚拟地址空间 " 由 mm_struct 和 vm_area_struct 两个数据结构描述 ;
最近在研究某款软路由，能在其官网下载到其软路由的ISO镜像，镜像解压可以获取到rootfs，但是该rootfs无法解压出来文件系统，怀疑是经过了某种加密。
用户空间(User Space) ：用户空间又包括用户的应用程序(User Applications)、C 库(C Library) 。
假设B复制了A，当修改A时，看B是否会发生变化。如果B也跟着变了，说明这是浅拷贝；如果B没变，那就是深拷贝。
有了这个基本框架，我们对于语言的学习更加易于理解，但是地址空间究竟是什么❓我们对其并不了解，是不是内存呢？对于是什么这个问题，我们需要通过一个例子来进行切入，见一见现象
我们所有写的程序都需要指定路径才能运行，就像这样：（程序里面是打印DLC循环）
arch：包含和硬件体系结构相关的代码，每种平台占一个相应的目录，如i386、arm、arm64、powerpc、mips等。Linux内核目前已经支持30种左右的体系结构。在arch目录下，存放的是各个平台以及各个平台的芯片对Linux内核进程调度、内存管理、中断等的支持，以及每个具体的SoC和电路板的板级支持代码。
本文介绍了地址空间和二级页表、Linux下的线程、线程的优缺点以及线程与进程的关系等概念。
在用户的视角里，每个进程都有自己独立的地址空间，A进程的4GB和B进程4GB是完全独立不相关的，他们看到的都是操作系统虚拟出来的地址空间。但是呢，虚拟地址最终还是要落在实际内存的物理地址上进行操作的。操作系统就会通过页表的机制来实现进程的虚拟地址到物理地址的翻译工作。其中每一页的大小都是固定的。这一段我不想介绍的太过于详细，对这个概念不熟悉的同学回去翻一下操作系统的教材。
本文以 32 位系统为例介绍内核空间(kernel space)和用户空间(user space)。
本文为IBM RedBook的Linux Performanceand Tuning Guidelines的1.2节的翻译 原文地址：http://www.redbooks.ibm.com/redpapers/pdfs/redp4285.pdf 原文作者：Eduardo Ciliendo, Takechika Kunimasa, Byron Braswell 1.2 Linux内存架构 为了执行一个进程，Linux内核为请求的进程分配一部分内存区域。该进程使用该内存区域作为其工作区并执行请求的工作。它与你的
了解Linux环境下，进程的地址空间划分，对于我们理解Linux应用程序有很大的帮助，否则会被New与Malloc之类的指针操作弄的晕头转向，本文基于Linux内核讲述了Linux/Unix线性地址空间的划分，为你答疑解惑。从逻辑上来看，Unix程序的线性地址空间传统上被分为几个叫做段（segment）的区间。
一个可执行文件被执行的同时也伴随着一个新的进程的创建。Linux会为这个进程创建一个新的虚拟地址空间，然后会读取可执行文件的文件头，建立虚拟地址空间与可执行文件的映射关系，然后将CPU的指令指针寄存器设置成可执行文件的入口地址，然后CPU就会从这里取指令执行。
虚拟内存是一种操作系统提供的机制，用于将每个进程分配的独立的虚拟地址空间映射到实际的物理内存地址空间上。通过使用虚拟内存，操作系统可以有效地解决多个应用程序直接操作物理内存可能引发的冲突问题。
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