段RAM存儲器

Question

我感到困惑與在RAM存儲器的段，請澄清以下疑慮

1. RAM已被潛入水中用戶空間與內核空間;被該存儲器劃分被O完成/ S或者由H/W（CPU）完成。

2. 什麼是內核空間的內容;據我瞭解，將只有內核映像，請糾正我，如果我錯了。

3. 此代碼，數據，堆棧和堆段在哪裏存在？

   a）用戶和內核空間是否有單獨的代碼，數據，堆棧和堆段？

   b）該段由H/W或（O/S）創建。

4. 我可以找到內核空間和用戶空間佔用的內存量嗎？

   a）有沒有Linux命令（或）系統調用來找到它？

5. 爲什麼RAM被分成用戶空間和內核空間？

   a）爲了保持內核對應用程序的安全性，我做了這樣的事情嗎？這是唯一的原因。

我是初學者，所以請給我建議一些好書，鏈接和方法來處理這些概念。

Answer 1

我接受了挑戰，並用很短的答案嘗試：

1. 執行發生在用戶和內核空間。 BIOS & CPU支持操作系統檢測和分離資源/地址範圍，如主存儲器和設備（ - >related question）以建立保護模式。在保護模式下，內存通過虛擬地址空間分隔，虛擬地址空間通過MMU (Memory Management Unit)以頁面方式映射（通常爲4096字節的塊）爲物理內存的實際地址。
   
   從用戶空間無法直接訪問內存（實模式），必須通過MMU訪問內存，這就像具有訪問保護的透明代理一樣。訪問錯誤被稱爲segmentation fault, access violation, segmentation violation (SIGSEGV)，在Java等高級編程語言中抽象爲NullPointerException（NPE）。
   
   閱讀關於protected mode，real mode和'rings'。
   
   注意：特殊CPU（如嵌入式系統中）不一定具有MMU，因此可能僅限於特殊操作系統，如µClinux或FreeRTOS。內核也分配緩衝區，驅動程序也是如此（例如磁盤，網絡接口和GPU的IO緩衝區）。
   
   
2. 一般情況下，每個空間和進程/線程存在的資源
   一）內核穿（每線程）的用戶空間堆棧的頂部自己的，受保護的堆棧，並且還單獨的代碼（也「文」 ），數據和堆段。另外，每個流程都有自己的資源。
   b） CPU體系結構有一定的要求（取決於它們提供的支持程度），但最終是創建這些結構的軟件（用於連接的用戶空間庫的內核）。
   
   
3. 每個合理的操作系統都提供了至少一種方法。
   一個）嘗試sudo cat /proc/slabinfo或簡單地sudo slabtop
   
   
4. 讀1.
   一個）主要地，是的，就像用戶空間進程彼此，分離除特殊的技術，如CMA (Cross Memory Attach)快速直接訪問更新的內核。

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