Linux的内存管理涉及到的内容非常庞杂,而且与内核的方方面面耦合在一起,想要理解透彻非常困难. 在开始学习之前进行了一些准备工作<如何展开Linux Memory Management学习?>, 1. 参考资料 遂决定以如下资料作为参考,进行Linux内存管理的研究: <奔跑吧 Linux内核>:以第2章为蓝本展开,这是目前能获取的紧跟当前内核发展(Linux 4.0),并且讲的比较全面的一本资料. <Understanding the Linux Virtual Memo…

专题:Linux内存管理专题 关键词:slab/slub/slob.slab描述符.kmalloc.本地/共享对象缓冲池.slabs_partial/slabs_full/slabs_free.avail/limit/batchcount. 从Linux内存管理框架图可以知道:slab/slub/slob都是基于伙伴系统. 伙伴系统是以page为单位进行操作的.但是很多场景并不需要如此大的内存分配,slab就是用在这种场景的. 本章节主要内容:从slab相关数据结构讲起,对slab有一个静态的认…

专题:Linux内存管理专题 关键词:用户内核空间划分.Node/Zone/Page.memblock.PGD/PUD/PMD/PTE.lowmem/highmem.ZONE_DMA/ZONE_NORMAL/ZONE_HIGHMEM.Watermark.MIGRATE_TYPES. 物理内存初始化是随着Linux内核初始化进行的,同时内存管理也是其他很多其他功能的基础.和内核中各种模块耦合在一起. 在进行初始化之前,了解Linux内存管理框架图有助于对内存管理有个大概的映像. 首先,需要知道整个…

专题:Linux内存管理专题 关键词:swapper_pd_dir.ARM PGD/PTE.Linux PGD/PTE.pgd_offset_k. Linux下的页表映射分为两种,一是Linux自身的页表映射,另一种是ARM32 MMU硬件的映射. 1. ARM32页表映射 由于ARM32和Linux内核维护的页表项有所不同,所以维护了两套PTE. PGD存放在swapper_pd_dir中,一个PGD目录项其实包含了两份ARM32 PGD. 所以再分配PTE的时候,共分配了1024个PTE,5…

专题:Linux内存管理专题 关键词:内核内存布局图.lowmem线性映射区.kernel image.ZONE_NORMAL.ZONE_HIGHMEM.swapper_pg_dir.fixmap.vector.pkmap. 内核内存布局图对于理解内存管理至关重要,有了布局图对于理解内存管理初始化,以及虚拟内存,各种内存分配都有辅助作用. 所以可以用一张图来总领,然后逐个介绍每一段的来历,作用等等. 内核内存布局图和内存管理框架图是不同视角的内存管理框图,还包括后面介绍的用户空间内存布局图. 1…

专题:Linux内存管理专题 关键词:分配掩码.伙伴系统.水位(watermark).空闲伙伴块合并. 我们知道Linux内存管理是以页为单位进行的,对内存的管理是通过伙伴系统进行. 从Linux内存管理框架图可知,页面分配器是其他林林总总内存操作的基础. 这也是为什么在介绍了<Linux内存管理 (1)物理内存初始化>.<Linux内存管理 (2)页表的映射过程>.<Linux内存管理 (3)内核内存的布局图>之后,紧接着就要弄明白页面分配器的原因. 1. 重要数据结…

专题:Linux内存管理专题 关键词:vmalloc.页对齐.虚拟地址连续.物理不连续 至此,已经介绍了集中内核中内存分配函数,在开始简单做个对比总结Linux中常用内存分配函数的异同点,然后重点介绍了vmalloc相关的hole查找,页面分配等等. vmalloc的核心是在vmalloc区域中找到合适的hole,hole是虚拟地址连续的:然后逐页分配内存来从物理上填充hole. vmalloc的gfp_maks和逐页分配就决定了它的属性:可能睡眠.虚拟地址连续.物理地址不连续.size对齐到页…

专题:Linux内存管理专题 关键词:VMA.vm_area_struct.查找/插入/合并VMA.红黑树. 用户进程可以拥有3GB大小的空间,远大于物理内存,那么这些用户进程的虚拟地址空间是如何管理的呢? malloc()或mmap()操作都会要求在虚拟地址空间中分配内存块,但这些内存在物理上往往都是离散的. 这些进程地址空间在内核中使用struct vm_area_struct数据结构来描述,简称VMA,也被称为进程地址空间或进程线性区. 1. 数据结构 struct vm_area_str…

专题:Linux内存管理专题 关键词:malloc.brk.VMA.VM_LOCK.normal page.special page. 每章问答: malloc()函数是C函数库封装的一个核心函数,对应的系统调用是brk(). 1. brk实现 要了解brk的实现首先需要知道进程用户空间的划分,以及struct mm_struct结构体中代码段.数据段.堆相关参数. 然后brk也是基于VMA,找到合适的虚拟地址空间,创建新的VMA并插入VMA红黑树和链表中. 首先看看mm_struct中代码段.…

专题:Linux内存管理专题 关键词:文件映射.匿名映射.私有映射.共享映射 mmap/munmap是常用的一个系统调用,使用场景是:分配内存.读写大文件.连接动态库文件.多进程间共享内存. 更详细解读参考<Linux内存管理 (9)mmap(补充)>. 1. mmap/munmap介绍 mmap/munmap函数声明如下: #include <sys/mman.h> void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags…