linuxmmap命令的简单介绍

Linux将设备地址映射到用户空间内存映射与VMA?

1、VM_IO标志内存区域中包含对设备I/O空间的映射。该标志通常在设备驱动程序执行 mmap()函数进行I/O空间映射时才被设置，同时该标志也表示该内存区域不能被包含在任何进程的存放转存（core dump）中。

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2、VMA可以使用多种方式来实现，其中最常见的是使用链表来组织。在Linux内核中，每个进程都有自己的VMA链表，用于存储它的地址空间中所有的VMA。进程在对这段地址空间进行访问时，内核会遍历这些链表，找到响应的VMA映射物理内存。

3、每一个进程都有一个列表vm_area_struct，指向虚拟地址空间的不同的内存块，这个变量的名字叫mmap。其实内存映射不仅仅是物理内存和虚拟内存之间的映射，还包括将文件中的内容映射到虚拟内存空间。

4、start指定文件被映射到用户空间的起始地址，一般设为NULL，由内核指定改地址；函数返回值为映射到用户空间的地址。

5、通常32位Linux内核地址空间划分0~3G为用户空间，3~4G为内核空间。

1、用了 MMAP 打通用户空间和内核空间，并将一部分内存映射到磁盘上的一段空间。流程：data 从网卡过来，进入内核，再读入到用户空间的服务，服务处理后扔到 MMAP 中，内核将数据再拷贝到磁盘中。

2、A： Linux提供了mmap零拷贝来实现我们的需求。 mmap(内存映射)是一个比sendfile昂贵但优于传统I/O的方法。 ① 发出mmap系统调用，导致用户空间到内核空间的上下文切换(第一次上下文切换)。

3、一般情况下，用户空间是不能够直接访问设备的。mmap可实现这个功能。mmap通过将设备内存映射到用户空间的一段内存上，这样，当用户访问用户空间的这段地址范围时，实际是访问设备内存。

4、零拷贝在Netty中的三种实现。使用堆外内存，也叫直接内存（Direct Memory）。netty的接收和发生都是使用Direct buffer，对应系统底层的mmap机制，直接使用堆外内存进行Socket读写，不需要进行字节缓冲区的二次拷贝。

5、应用： kafka生产者发送消息到broker的时候，broker的网络接收到数据后，copy到broker的内核空间。然后通过mmap技术，broker会修改消息头，添加一些元数据。所以，写入数据很快。

6、read流程：小结：通过上面两种普通模式数据交互的方式发现，如果我们执行read和write操作，会经历四次数据拷贝和四次空间切换。

1、相比mmap来说，sendfile同样减少了一次CPU拷贝，而且还减少了2次上下文切换。

2、零拷贝技术是另一个系统调用，Linux 中如 sendfile 命令。它减少了内存中用户空间与内核空间数据的拷贝过程，使得 CPU 处理效率更高。Kafka 是一个分布式发布订阅消息系统（详细学习参考），它巧妙用到了这两种技术。

3、mmap将磁盘文件映射到内存，支持读和写，对内存的操作会反映在磁盘文件上。 RocketMQ 在消费消息时，使用了 mmap。kafka 使用了 sendFile。

4、mmap(内存映射)是一个比sendfile昂贵但优于传统I/O的方法。 ① 发出mmap系统调用，导致用户空间到内核空间的上下文切换(第一次上下文切换)。

5、sendfile() 在一个文件描述符和另一个文件描述符之间复制数据。因为这种复制是在内核中完成的，所以 sendfile() 比 read(2) 和 write(2) 的组合更有效，后者需要将数据传入和传出用户空间。

1、Linux保留内核空间最顶部FIXADDR_TOP~4GB的区域作为保留区。当系统物理内存超过4GB时，必须使用CPU的扩展分页(PAE）模式所提供的64位页目录项才能存取到4GB以上的物理内存，这需要CPU的支持。

2、Linux采用了一种虚拟内存管理机制，使得每个应用程序可以访问和使用操作系统所提供的整个虚拟地址空间。这使得每个应用程序似乎拥有整个系统的内存，而不受物理内存大小的限制。

3、Linux虚拟内存的实现需要六种机制的支持：地址映射机制、内存分配回收机制、缓存和刷新机制、请求页机制、交换机制、内存共享机制。

4、Linux的内存管理采取的是分页存取机制，为了保证物理内存能得到充分的利用，内核会在适当的时候将物理内存中不经常使用的数据块自动交换到虚拟内存中，而将经常使用的信息保留到物理内存。

5、这种方式中，将用户程序的地址空间，注意，是用户程序的地址空间分为若干个固定大小的区域，成为“页”或“页面”。我们可以知道，这也页其实是不存在的，只是一种划分内存空间的方法。

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