Linux程序地址空间及库函数与系统调用接口

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-02-23 03:24 276阅读 0赞

## 程序地址空间 ##

*  概念：程序地址空间也叫虚拟地址空间，在Linux下，每运行一个程序即一个进程，操作系统都会为其分配一个虚拟的地址空间，在32位操作系统下，操作系统分配的虚拟地址空间为0~4G。
 *  进程的内存描述符（mm\_struct）:每个进程都有一个mm\_struct，它是一个结构体，我们也把它叫做内存描述符，Linux就是通过这个结构体实现对内存的管理，mm\_struct就是用来描述一个进程的虚拟地址空间
 *  虚拟地址空间的分配情况  
    从下到上为：  
    受保护的区域 （0~4K）  
    代码段 – 二进制机器指令  
    全局区 (已初始化全局变量 （data段） 未初始化全局变量（bss段）)  
    堆 (从下往上存储)  
    共享库 (c标准库及Linux系统IO函数)  
    栈 （从上往下存储）  
    命令行参数  
    环境变量  
    内核区 (kernel)  
    示意图如下  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNTAzMzE1_size_16_color_FFFFFF_t_70]
 *  为什么要引入虚拟地址空间  
    1、 虚拟地址空间能够让进程使用连续的内存地址。  
    2、 它能保证进程的独立性  
    3、 它能进行内存访问控制，提高内存的利用率
 *  Linux下内存管理  
    CPU通过进程描述符task\_struct中指向内存描述符的一个指针找到内存描述符，进而通过mm\_struct内存描述符查到页表信息，通过页表将虚拟地址映射到实际的物理内存中，进而操作内存。

## 库函数与系统调用接口 ##

*  关系：库函数其实是对系统调用接口的一层封装，它们是上下级的调用关系，库函数调用了系统调用函数。库函数通过发起系统调用，调用系统调用接口，通过系统调用接口调用设备驱动，再通过设备驱动进而操作硬件设备。
 *  示意图如下

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNTAzMzE1_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

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