Читаем Linux API. Исчерпывающее руководство полностью

• Упрощается реализация схем защиты памяти, то есть записи в таблице страниц могут быть помечены, чтобы показать, что содержимое соответствующей страницы защищено от всего, кроме чтения, записи, выполнения или некоторого сочетания допустимых действий. Когда страницы оперативной памяти совместно применяются несколькими процессами, можно указать, что у памяти есть защита от каждого процесса. Например, у одного процесса может быть доступ только к чтению страницы, а у другого — как к чтению, так и к записи.

• Программистам и таким инструментам, как компилятор и компоновщик, не нужно знать о физическом размещении программы в оперативной памяти.

• Программа загружается и запускается быстрее, поскольку в памяти требуется разместить только ее часть. Кроме того, объем памяти для среды выполнения процесса (то есть виртуальный размер) может превышать емкость оперативной памяти.

И еще одно последнее преимущество, получаемое за счет управления виртуальной памятью, заключается в том, что факт задействования каждым процессом меньшего объема оперативной памяти позволяет одновременно содержать в ней большее количество процессов. Как правило, это приводит к более эффективному использованию центрального процессора, поскольку увеличивает вероятность того, что в любой момент времени найдется хотя бы один процесс, который может быть выполнен центральным процессором.

6.5. Стек и стековые фреймы

По мере вызова функций и возврата из них стек расширяется и сжимается. В Linux на архитектуре x86-32 (и в большинстве других реализаций Linux и UNIX) стек располагается в верхней части памяти и растет вниз (по направлению к куче). Текущая вершина стека отслеживается в специально предназначенном для этого регистре — указателе стека. Как только вызывается функция, стеку выделяется еще один фрейм, который удаляется, как только происходит возврат из функции.

Хотя стек растет вниз, мы все равно называем растущий край стека вершиной, поскольку, абстрактно говоря, он таковым и является. Фактическое направление роста относится к подробностям аппаратной реализации. В одной из реализаций Linux, HP PA-RISC, используется стек, растущий вверх.

С точки зрения виртуальной памяти, при выделении стекового фрейма сегмент стека увеличивается в размере, но в большинстве реализаций его размер после высвобождения фреймов не уменьшается (память просто повторно используется при выделении новых стековых фреймов). Когда говорится о расширении и сжатии сегмента стека, речь идет о логической перспективе добавляемых в стек и удаляемых из него фреймов.

Иногда применяется выражение «пользовательский стек» — это позволяет отличить рассматриваемый здесь стек от стека ядра. Стек ядра — поддерживаемая в памяти ядра область, выделяемая каждому процессу, которая используется в качестве стека для выполнения функций, вызываемых внутри системного вызова в ходе его работы. (Ядро не может применять для этой цели пользовательский стек, поскольку тот размещается в незащищенной пользовательской памяти.)

Каждый фрейм пользовательского стека содержит следующую информацию.

• Аргументы функции и локальные переменные. В языке C они упоминаются как автоматические переменные, поскольку при вызове функции создаются в автоматическом режиме. Исчезают они также автоматически, когда происходит возврат из функции (поскольку исчезает фрейм стека). В этом основное семантическое отличие автоматических переменных от статических (глобальных): последние существуют постоянно, независимо от выполнения функций.

• Информация, связанная с вызовом. Каждая функция задействует некоторые регистры центрального процессора, например счетчик команд, указывающий на следующий исполняемый машинный код. Когда одна функция вызывает другую, копия этих регистров сохраняется в стековом фрейме вызываемой функции, чтобы при возврате из функции можно было восстановить значения соответствующих регистров для вызывающей функции.

Поскольку функции способны вызывать друг друга, в стеке может быть несколько фреймов. (Если функция рекурсивно вызывает саму себя, то для этой функции в стеке будет несколько фреймов.) Если вспомнить листинг 6.1, то в ходе выполнения функции square() в стеке будут содержаться фреймы, показанные на рис. 6.3.

Рис. 6.3.Пример стека процесса

6.6. Аргументы командной строки (argc, argv)
Перейти на страницу:

Похожие книги

1С: Бухгалтерия 8 с нуля
1С: Бухгалтерия 8 с нуля

Книга содержит полное описание приемов и методов работы с программой 1С:Бухгалтерия 8. Рассматривается автоматизация всех основных участков бухгалтерии: учет наличных и безналичных денежных средств, основных средств и НМА, прихода и расхода товарно-материальных ценностей, зарплаты, производства. Описано, как вводить исходные данные, заполнять справочники и каталоги, работать с первичными документами, проводить их по учету, формировать разнообразные отчеты, выводить данные на печать, настраивать программу и использовать ее сервисные функции. Каждый урок содержит подробное описание рассматриваемой темы с детальным разбором и иллюстрированием всех этапов.Для широкого круга пользователей.

Алексей Анатольевич Гладкий

Программирование, программы, базы данных / Программное обеспечение / Бухучет и аудит / Финансы и бизнес / Книги по IT / Словари и Энциклопедии
C# 4.0: полное руководство
C# 4.0: полное руководство

В этом полном руководстве по C# 4.0 - языку программирования, разработанному специально для среды .NET, - детально рассмотрены все основные средства языка: типы данных, операторы, управляющие операторы, классы, интерфейсы, методы, делегаты, индексаторы, события, указатели, обобщения, коллекции, основные библиотеки классов, средства многопоточного программирования и директивы препроцессора. Подробно описаны новые возможности C#, в том числе PLINQ, библиотека TPL, динамический тип данных, а также именованные и необязательные аргументы. Это справочное пособие снабжено массой полезных советов авторитетного автора и сотнями примеров программ с комментариями, благодаря которым они становятся понятными любому читателю независимо от уровня его подготовки. Книга рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся программированием на C#.Введите сюда краткую аннотацию

Герберт Шилдт

Программирование, программы, базы данных
C++ Primer Plus
C++ Primer Plus

C++ Primer Plus is a carefully crafted, complete tutorial on one of the most significant and widely used programming languages today. An accessible and easy-to-use self-study guide, this book is appropriate for both serious students of programming as well as developers already proficient in other languages.The sixth edition of C++ Primer Plus has been updated and expanded to cover the latest developments in C++, including a detailed look at the new C++11 standard.Author and educator Stephen Prata has created an introduction to C++ that is instructive, clear, and insightful. Fundamental programming concepts are explained along with details of the C++ language. Many short, practical examples illustrate just one or two concepts at a time, encouraging readers to master new topics by immediately putting them to use.Review questions and programming exercises at the end of each chapter help readers zero in on the most critical information and digest the most difficult concepts.In C++ Primer Plus, you'll find depth, breadth, and a variety of teaching techniques and tools to enhance your learning:• A new detailed chapter on the changes and additional capabilities introduced in the C++11 standard• Complete, integrated discussion of both basic C language and additional C++ features• Clear guidance about when and why to use a feature• Hands-on learning with concise and simple examples that develop your understanding a concept or two at a time• Hundreds of practical sample programs• Review questions and programming exercises at the end of each chapter to test your understanding• Coverage of generic C++ gives you the greatest possible flexibility• Teaches the ISO standard, including discussions of templates, the Standard Template Library, the string class, exceptions, RTTI, and namespaces

Стивен Прата

Программирование, программы, базы данных