A Friendly Tour of Process Memory on Linux
6 months ago
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- Linux通过按页（而非整块）管理内存，为进程创建了连续内存的假象
- 进程内存通过虚拟内存区域（VMA）管理，这些区域是具有特定权限和后备源的连续范围
- 可使用`mmap`、`mprotect`和`munmap`修改内存映射，实际内存分配在首次访问时发生（惰性分配）
- 访问未映射内存时触发缺页异常，内核随即分配或加载所需页
- 写时复制（CoW）技术用于`fork()`和`MAP_PRIVATE`映射，在修改前共享内存
- 透明大页（THP）通过使用更大页（如2MiB）减少TLB压力来提升性能
- 内核通过页表隔离（PTI）防御熔断攻击，分离用户态与内核态页表
- `/proc/<pid>/maps`和`/proc/<pid>/smaps`等工具可查看进程内存使用和映射详情
- 内存权限（如W^X）和TLB失效可能引发微小延迟，尤其在`mprotect`调用期间
- 常见问题包括未对齐映射（`EINVAL`）、内存不足（`ENOMEM`）及越界访问导致的`SIGBUS`