2024操作系统内存知识

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内存的用户空间和内核空间：

Linux虚拟内存的大小为2^32(在32位的x86机器上)，内核将这4G字节的空间分为两部分。最高的1G字节(从虚地址0xC0000000到0xFFFFFFFF)供内核使用，称为“内核空间”。而较低的3G字节(从虚地址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内核空间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字节的虚拟地址空间(也叫虚拟内存).每个进程有各自的私有用户空间(0～3G)，这个空间对系统中的其他进程是不可见的。最高的1GB内核空间则为所有进程以及内核所共享。另外，进程的“用户空间”也叫“地址空间”，在后面的叙述中，我们对这两个术语不再区分。

用户空间不是进程共享的，而是进程隔离的。每个进程最大都可以有3GB的用户空间。一个进程对其中一个地址的访问，与其它进程对于同一地址的访问绝不冲突。

什么是内存?有何作用?

内存可存放数据。程序执行前需要先放到内存中才能被CPU处理——缓和CPU与硬盘之间的速度矛盾。

在多道程序环境下，系统中会有多个程序并发执行，也就 是说会有多个程序的数据需要同时放到内存中。那么会给内存的存储单元编地址。

内存地址从0 开始，每个 地址对应一 个存储单元。

如果计算机“按字节编址”， 则每个存储单元大小为 1字节，即 1B，即 8个二进制位。

如果字长为16位的计算机 “按字编址”，则每个存 储单元大小为 1个字;每个字的大小为 16 个二进制位。

指令的工作原理：

指令的工作基于“地址”。 每个地址对应一个数据的存储单元。

物理地址 :内存是由若干个存储单元组成的，每个存储单元有一个编号，这种编号可唯一标识一个存储单元(绝对地址)

目标程序与可执行程序：

目标程序：又称为“目的程序”，为源程序经编译可直接被计算机运行的机器码集合，在计算机文件上以.obj作扩展名，由语言处理程序(汇编程序，编译程序，解释程序)将源程序处理(汇编，编译，解释)成与之等价的由机器码构成的。

可执行程序：目标代码尽管已经是机器指令，但是还不能运行，因为目标程序还没有解决函数调用问题，需要将各个目标程序与库函数连接(链接)，才能形成完整的可执行程序。

程序如何运行：

装入：由装入程序(Loader)将装入模块装入物理内存。物理内存是真实存在的插在主板内存槽上的内存条的容量的大小。

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