Binder 机制进程通信 | 用户空间与内核空间 | MMU 与虚拟内存地址

Posted 2021-10-06 韩曙亮

文章目录

• 一、进程通信
• 二、用户空间与内核空间
• 三、MMU 与虚拟内存地址

一、进程通信

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进程隔离概念 : 系统中的进程存在 " 进程隔离 " , 出于对进程运行的保护 , 两个进程的内存是隔离的 , 并且不允许进行直接通信 ;

内核自带通信机制 : 内核提供了 pipe 管道 , socket 等通信机制 , 可以进行跨进程通信 ;

Binder 机制 : android 中的进程间的通信 , 是通过 " Binder " 机制 完成的 ; Binder 机制不是内核自带的机制 , 而是 Android 可以动态进行 Binder 注册 , 然后进程间通过 Binder 进行通信 ;

二、用户空间与内核空间

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系统中的内存分为 $2$ 部分 , 用户空间 和 内核空间 , 内核空间一般是运行操作系统 , 用户空间一般运行应用 ;

操作 内核空间 时的状态称为 " 内核态 " ;

操作 用户空间 时的状态称为 " 用户态 " ;

三、MMU 与虚拟内存地址

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每个 应用进程 的 内存空间 使用的地址都是 独立的 , 连续的 , 虚拟地址 ;

内存管理单元 ( MMU - Memory Management Unit ) 的作用就是进行 内存映射的 ;

MMU 的作用是将真实的 内存 物理地址 转为 虚拟地址 , 虚拟地址 又称为 逻辑地址 , 一般情况下虚拟地址大小远远大于物理地址 ;

MMU 可以让每个进程都拥有独立的连续的内存空间 ;

$32$ 位的操作系统的 寻址空间是 $0$ ~ $2^{32}$ , 大小 $4$ GB ;

$32$ 位操作系统 , 使用的是 二级分页 ;

$64$ 位的操作系统的 寻址空间是 $0$ ~ $2^{64}$ , 这个寻址空间很大 , 一般是使用前 $40$ 位 , 大概是 $18$ TB ;

$64$ 位操作系统 , 使用的是 四级分页 ;

在 $32$ 位的系统中 , MMU 会让每个应用都有 $1$ 个 $4$ GB 大小的空间 ,

Linux 系统内核空间占 $1$ GB , 用户空间 $3$ GB ; $0$ ~ $3$ GB 是用户空间地址 , $3$ ~ $4$ 是内核空间地址 ;

Windows 系统内核空间占 $2$ GB , 用户空间 $2$ GB ;

虚拟地址的必要性 : 代码编译完成之后 , 地址是分配好的 , 都是从 $0$ 地址开始计数的 , 因此如果要保证程序的运行 , 必须保证应用进程的内存从 $0$ 开始 ; 这里将实际的物理内存地址映射为虚拟内存地址 , 这个虚拟内存地址可以保证每个程序都按照相同的初始地址运行 ;

汇编指令 需要直接操作 虚拟内存地址 ;