14.2 进程的内存布局慕课视频播放-操作系统-MOOC慕课视频教程-柠檬大学

好那接下来我们看一下

这个进程的内存布局

这个布局呢和我们之前的

前面的实验

它的内存布局是不一样的

尤其它虚存管理

有它自己的一些考虑

那首先我们可以看到

我们的这个内核的虚拟内存布局

那这部分和就是前面的lab是一样的

lab4之前是一样的

它有一块第一个是

对实际物理空间的一个映射

从0xc0000000一直到0xf8000000

这一块区域呢

我们会映射为一个物理空间

它们呢只是相差0xc0000000

这么一个差值的一个一一映射

然后呢还有一块是页表的建立

就是当前的page table

这个page table呢在一开始时候

只是存在在这一块虚拟空间里面

管理的呢

管理是整个这个内核空间

里面的一个映射关系

这是之前的

但一旦有了这个用户进程之后

我们的页表需要扩展

我们的段表也需要扩展

我们前面讲段表里面

会增加一个用户的代码段和数据段

它特权级是3

而不是我们之前说的0

所以说你可以看到特权级它降低了

3是最低的一个特权级

同时它的page table里面

也需要管理用户态的空间

那我们来看一下

这个关于用户空间的这个进程

它的一个内存布局怎么回事

那么如果是个用户进程

它的空间是这么一个区域

在一个低端的位置

那低端位置里面

虽然0xc0000000以下的地址呢

都其实分给了用户空间

但其实我们用户空间的程序呢

只用了一部分

可以看到这两个部分

是最主要内容

第一个它有一个堆栈

第二个有它的代码段

数据段和它的堆

这个堆是用于动态内存分配用的

那么这两块区域

是合法使用的区域没有问题

就是写应用程序的时候

可以充分的利用这两个区域

完成函数调用

完成数据访问

完成一些计算等等

这个区域呢

STAB有点奇怪

这个区域在这个位置

那么放什么东西呢

放的是调试信息

我们说一个应用程序可以被调试

可以被debug

那是由于它里面

有一个很重要一个源码的数据和

符号和具体的地址一个对应关系

在这里就存在一个关系便于我们debug

当然我们这里面可以暂时不用理会

另外一块有三个invalid memory这个区域

它们其实都在低地址空间

但是我们把设置成invalid memory就是非法区域

那非法区域什么意思呢

就如果你的应用程序

访问了这块区域的地址

它会报错会产生page fault

那为什么设成非法区域呢

是在于我们应用程序通常来说

比如说你有一个空指针

空指针是0

空指针一般是0

这个0地址呢非法的

只要你访到这儿

它的页表没有对应的映射关系

它就会产生page fault

可以看出来前面讲页表的那一块

需要把这个

整个这个空间呢给建立有效的映射

这两块user stack和heap program建立映射

但是这个红色的invalid memory这一块呢

不建立映射

它可以确保当我们的应用程序

访问到这块区域的时候

会产生page fault

那这个产生这个好处什么呢

其实是便于我们

查出我们这个程序的问题

第二个呢我们也说到

通过内核的page table呢

我们可以对

进程的访问空间做个限制

可以使得你不能够随意访问

任意的地址空间

这也是我们说进程管理

很重要的一个功能

接下来我们看一下怎么能够

就是加载ELF格式的二进制代码

比如说我们刚才说的hello

能够到我们这个用户的进程空间去执行

这是我们第二部要考虑的问题

首先给大家简单介绍

它大致的执行过程

我们说这个图呢

可以看出来是我们一般应用程序

是放在什么地方呢

放在我们硬盘里面的

比如放在执行程序

然后呢通过操作系统呢

会加载到内存中去执行

这是我们通常说的就是

一般操作系统做的这个功能

我们现在在lab5这个阶段呢还做不到

但是当我们完成最后一个lab

lab8的时候我们可以达到同样的功能

那我们现在呢更简单一点

那是什么呢

是没有我们的这个文件系统

和我们的存储

没有storage 没有file system

我们就memory OK

我们一开始时候我们的bootloader

已经把我们的kernel和程序

放到内存中来了

那这个程序呢

是这么一个架构

一开始的时候呢ucore kernel

和我们这个应用程序是放在一起的

存在我们的地址上面

然后我们的bootloader呢

一下把这些东西都加载到memory中来了

那可以导致一个什么后果呢

在后续的创建进程过程中呢

我们会创建一个壳

然后从直接从内存中

把这个program放进来去执行

那么通过do_execve

这么一个内核的函数来完成什么呢

把这个用户进程创建好

且把相应的这个程序

放在中间去执行

那么这是说do_execve这么一个函数

它要完成主要功能也是

我们后面要重点讲解的一个功能

就是怎么去执行一个用户的进程

那我们再看一下这里面提到

用户进程壳的概念

我们在lab4中用到什么呢

用到是一个叫做TCB

就是线程控制块

我们这边是什么

进程控制块

进程控制块和线程控制块

有什么区别呢

大家想一想

对这个控制块

本身的数据结构而言

可以看到它也是用的proc_struct

就是我们说在lab4中

同样的一个数据结构

完全一样没有区别

大家可以回顾一下在lab4中

我们重点讲解了分析了

这么一个TCB的一个结构

叫Thread Control Block 那我们这里

把它换一个名字叫Process Control Block

但是用的结构是完全一样

可以看出来在ucore里面呢

我们的进程管理和线程管理

所共用同一个数据结构

就是所谓的进程控制块

和线程控制块其实是一样的

这是没有什么区别的

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-14.6 内存管理的copy-on-write机制

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第十五讲处理机调度

-15.1 处理机调度概念

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-第十五讲处理机调度--15.1 处理机调度概念

-15.2 调度准则

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-第十五讲处理机调度--15.3 先来先服务、短进程优先和最高响应比优先调度算法

-15.4 时间片轮转、多级反馈队列、公平共享调度算法和ucore调度框架

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-15.5 实时调度和多处理器调度

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-17.1 背景

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-17.2 现实生活中的同步问题

--17.2 现实生活中的同步问题

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--17.3 临界区和禁用硬件中断同步方法

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-17.4 基于软件的同步方法

--17.4 基于软件的同步方法

-第十七讲同步互斥--17.4 基于软件的同步方法

-17.5 高级抽象的同步方法

--17.5 高级抽象的同步方法

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第十八讲信号量与管程

-18.1 信号量

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-第十八讲信号量与管程--18.1 信号量

-18.2 信号量使用

--18.2 信号量使用

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-18.3 管程

--18.3 管程

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-18.4 哲学家就餐问题

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-18.5 读者-写者问题

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第十九讲实验七同步互斥

-19.1 总体介绍

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-19.2 底层支撑

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-19.3 信号量设计实现

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-第十九讲实验七同步互斥--19.3 信号量设计实现

-19.4 管程和条件变量设计实现

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-第十九讲实验七同步互斥--19.4 管程和条件变量设计实现

-19.5 哲学家就餐问题

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第二十讲死锁和进程通信

-20.1 死锁概念

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-20.2 死锁处理方法

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-第二十讲死锁和进程通信--20.2 死锁处理方法

-20.3 银行家算法

--20.3 银行家算法

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-20.4 死锁检测

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-20.5 进程通信概念

--20.5 进程通信概念

-第二十讲死锁和进程通信--20.5 进程通信概念

-20.6 信号和管道

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-第二十讲死锁和进程通信--20.6 信号和管道

-20.7 消息队列和共享内存

--20.7 消息队列和共享内存

-第二十讲死锁和进程通信--20.7 消息队列和共享内存

第二十一讲文件系统

-21.1 文件系统和文件

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-第二十一讲文件系统--21.1 文件系统和文件

-21.2 文件描述符

--21.2 文件描述符

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-21.3 目录、文件别名和文件系统种类

--21.3 目录、文件别名和文件系统种类

-第二十一讲文件系统--21.3 目录、文件别名和文件系统种类

-21.4 虚拟文件系统

--21.4 虚拟文件系统

-第二十一讲文件系统--21.4 虚拟文件系统

-21.5 文件缓存和打开文件

--21.5 文件缓存和打开文件

-第二十一讲文件系统--21.5 文件缓存和打开文件

-21.6 文件分配

--21.6 文件分配

-第二十一讲文件系统--21.6 文件分配

-21.7 空闲空间管理和冗余磁盘阵列RAID

--21.7 空闲空间管理和冗余磁盘阵列RAID

-第二十一讲文件系统--21.7 空闲空间管理和冗余磁盘阵列RAID

第二十二讲实验八文件系统

-22.1 总体介绍

--22.1 总体介绍

-第二十二讲实验八文件系统--22.1 总体介绍

-22.2 ucore 文件系统架构

--22.2 ucore 文件系统架构

-第二十二讲实验八文件系统--22.2 ucore 文件系统架构

-22.3 Simple File System分析

--22.3 Simple File System分析

-第二十二讲实验八文件系统--22.3 Simple File System分析

-22.4 Virtual File System分析

--22.4 Virtual File System分析

-第二十二讲实验八文件系统--22.4 Virtual File System分

-22.5 I/O设备接口分析

--22.5 I/O设备接口分析

-第二十二讲实验八文件系统--22.5 I/O设备接口分析

-22.6 执行流程分析

--22.6 执行流程分析

第二十三讲 I/O子系统

-23.1 I/O特点

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-第二十三讲 I/O子系统--23.1 I/O特点

-23.2 I/O结构

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-第二十三讲 I/O子系统--23.2 I/O结构

-23.3 I/O数据传输

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-第二十三讲 I/O子系统--23.3 I/O数据传输

-23.4 磁盘调度

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-第二十三讲 I/O子系统--23.4 磁盘调度

-23.5 磁盘缓存

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-第二十三讲 I/O子系统--23.5 磁盘缓存

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