内存是计算机的主存储器.内存为进程开辟出进程空间,让进程在其中保存数据.我将从内存的物理特性出发,深入到内存管理的细节,特别是了解虚拟内存和内存分页的概念. 内存 简单地说,内存就是一个数据货架.内存有一个最小的存储单位,大多数都是一个字节.内存用内存地址(memory address)来为每个字节的数据顺序编号.因此,内存地址说明了数据在内存中的位置.内存地址从0开始,每次增加1.这种线性增加的存储器地址称为线性地址(linear address).为了方便,我们用十六进制数来表示内存地址,比…

一.概念 物理地址(physical address)用于内存芯片级的单元寻址,与处理器和CPU连接的地址总线相对应.——这个概念应该是这几个概念中最好理解的一个,但是值得一提的是,虽然可以直接把物理地址理解成插在机器上那根内存本身,把内存看成一个从0字节一直到最大空量逐字节的编号的大数组,然后把这个数组叫做物理地址,但是事实上,这只是一个硬件提供给软件的抽像,内存的寻址方式并不是这样.所以,说它是“与地址总线相对应”,是更贴切一些,不过抛开对物理内存寻址方式的考虑,直接把物理地址与物理的内存一…

在上一篇文章Linux内存寻址之分段机制中,我们了解逻辑地址通过分段机制转换为线性地址的过程.下面,我们就来看看更加重要和复杂的分页机制. 分页机制在段机制之后进行,以完成线性—物理地址的转换过程.段机制把逻辑地址转换为线性地址,分页机制进一步把该线性地址再转换为物理地址. 硬件中的分页 分页机制由CR0中的PG位启用.如PG=1,启用分页机制,并使用本节要描述的机制,把线性地址转换为物理地址.如PG=0,禁用分页机制,直接把段机制产生的线性地址当作物理地址使用.分页机制管理的对象是固定大小的存…

作者:Vamei 出处:http://www.cnblogs.com/vamei 严禁转载 内存是计算机的主存储器.内存为进程开辟出进程空间,让进程在其中保存数据.我将从内存的物理特性出发,深入到内存管理的细节,特别是了解虚拟内存和内存分页的概念. 内存 简单地说,内存就是一个数据货架.内存有一个最小的存储单位,大多数都是一个字节.内存用内存地址(memory address)来为每个字节的数据顺序编号.因此,内存地址说明了数据在内存中的位置.内存地址从0开始,每次增加1.这种线性增加的存储器地…

1 linux的分页机制 1.1 四级分页机制 前面我们提到Linux内核仅使用了较少的分段机制,但是却对分页机制的依赖性很强,其使用一种适合32位和64位结构的通用分页模型,该模型使用四级分页机制,即 页全局目录(Page Global Directory) 页上级目录(Page Upper Directory) 页中间目录(Page Middle Directory) 页表(Page Table) 页全局目录包含若干页上级目录的地址: 页上级目录又依次包含若干页中间目录的地址: 而页中间目录…

1 分页机制 在虚拟内存中,页表是个映射表的概念, 即从进程能理解的线性地址(linear address)映射到存储器上的物理地址(phisical address). 很显然,这个页表是需要常驻内存的东西, 以应对频繁的查询映射需要(实际上,现代支持VM的处理器都有一个叫TLB的硬件级页表缓存部件,本文不讨论). 1.1 为什么使用多级页表来完成映射 但是为什么要使用多级页表来完成映射呢? 用来将虚拟地址映射到物理地址的数据结构称为页表, 实现两个地址空间的关联最容易的方式是使用数组, 对虚…

Linux分页机制之分页机制的演变--Linux内存管理(七) 2016年09月01日 20:01:31 JeanCheng 阅读数:4543 https://blog.csdn.net/gatieme/article/details/52402967 ~   版权声明:本文为博主原创文章 && 转载请著名出处 @ http://blog.csdn.net/gatieme https://blog.csdn.net/gatieme/article/details/52402967 日期 内…

Linux分页机制之概述--Linux内存管理(六) 2016年09月01日 19:46:08 JeanCheng 阅读数:5491 标签: linuxkernel内存管理分页架构更多 个人分类: ┈┈[理解Linux内存管理] https://blog.csdn.net/gatieme/article/details/52402861 全系列 非常好 就是自己学习不会..      版权声明:本文为博主原创文章 && 转载请著名出处 @ http://blog.csdn.net/gati…

前言 本文涉及的硬件平台是X86,如果是其他平台的话,如ARM,是会使用到MMU,但是没有使用到分段机制: 最近在学习Linux内核,读到<深入理解Linux内核>的内存寻址一章.原本以为自己对分段分页机制已经理解了,结果发现其实是一知半解.于是,查找了很多资料,最终理顺了内存寻址的知识.现在把我的理解记录下来,希望对内核学习者有一定帮助,也希望大家指出错误之处. 分段到底是怎么回事 相信学过操作系统课程的人都知道分段分页,但是奇怪的是书上基本没提分段分页是怎么产生的,这就导致我们知其然不知其…

内存是计算机的主存储器.内存为进程开辟出进程空间,让进程在其中保存数据.我将从内存的物理特性出发,深入到内存管理的细节,特别是了解虚拟内存和内存分页的概念. 内存 简单地说,内存就是一个数据货架.内存有一个最小的存储单位,大多数都是一个字节.内存用内存地址(memory address)来为每个字节的数据顺序编号.因此,内存地址说明了数据在内存中的位置.内存地址从0开始,每次增加1.这种线性增加的存储器地址称为线性地址(linear address).为了方便,我们用十六进制数来表示内存地址,比…

内存是计算机的主存储器.内存为进程开辟出进程空间,让进程在其中保存数据.我将从内存的物理特性出发,深入到内存管理的细节,特别是了解虚拟内存和内存分页的概念. 内存 简单地说,内存就是一个数据货架.内存有一个最小的存储单位,大多数都是一个字节.内存用内存地址(memory address)来为每个字节的数据顺序编号.因此,内存地址说明了数据在内存中的位置.内存地址从0开始,每次增加1.这种线性增加的存储器地址称为线性地址(linear address).为了方便,我们用十六进制数来表示内存地址,比…

运维必读:Linux 的内存分页管理 https://cloud.tencent.com/developer/article/1356431 内存是计算机的主存储器.内存为进程开辟出进程空间,让进程在其中保存数据.我将从内存的物理特性出发,深入到内存管理的细节,特别是了解虚拟内存和内存分页的概念. ▉内存 简单地说,内存就是一个数据货架.内存有一个最小的存储单位,大多数都是一个字节.内存用内存地址(memory address)来为每个字节的数据顺序编号.因此,内存地址说明了数据在内存中的位置.…

背景 : 在此文章里会从分页分段机制去解析Linux内存管理系统如何工作的,由于Linux内存管理过于复杂而本人能力有限.会尽量将自己总结归纳的部分写清晰. 从实模式到保护模式的寻址方式的不同 : 16位CPU的寻址方式 : 在 8086 CPU 中,提供了两类寄存器来进行寻址,分别为段寄存器(例如 CS,DS,SS)和段偏移寄存器(例如 SI,DI,SP).而这几种寄存器的长度都为16bit,寻址方式也很简单 : cs:ip = (cs << 4 + ip).也就是说 cs寄存器的值左移4位…

经常遇到一些刚接触Linux的新手会问内存占用怎么那么多?在Linux中经常发现空闲内存很少,似乎所有的内存都被系统占用了,表面感觉是内存不够用了,其实不然.这是Linux内存管理的一个优秀特性,在这方 面,区别于Windows的内存管理.主要特点是,无论物理内存有多大,Linux 都将其充份利用,将一些程序调用过的硬盘数据读入内存,利用内存读写的高速特性来提高Linux系统的数据访问性能.而Windows是只在需要内存时, 才为应用程序分配内存,并不能充分利用大容量的内存空间.换句话说,每增加…

一.Linux 进程在内存中的数据结构 一个可执行程序在存储(没有调入内存)时分为代码段,数据段,未初始化数据段三部分:    1) 代码段:存放CPU执行的机器指令.通常代码区是共享的,即其它执行程序可调用它.假如机器中有数个进程运行相同的一个程序,那么它们就可以使用同一个代码段.     2) 数据段:存放已初始化的全局变量.静态变量(包括全局和局部的).常量.static全局变量和static函数只能在当前文件中被调用.     3) 未初始化数据区(uninitializeddata s…

今天了解了下linux内存管理机制,在这里记录下,原文在这里http://ixdba.blog.51cto.com/2895551/541355 根据自己的理解画了张图: 下面是转载的内容: 一 物理内存和虚拟内存          我们知道,直接从物理内存读写数据要比从硬盘读写数据要快的多,因此,我们希望所有数据的读取和写入都在内存完成,而内存是有限的,这样就引出了物理内存与虚拟内存的概念.物理内存就是系统硬件提供的内存大小,是真正的内存,相对于物理内存,在linux下还有一个虚拟内存的概念,…

http://blog.csdn.net/sunyubo458/article/details/6090946 了解linux的内存模型,或许不能让你大幅度提高编程能力,但是作为一个基本知识点应该熟悉.坐火车外出旅行时,即时你对沿途的地方一无所知,仍然可以到达目标地.但是你对整个路途都很比较清楚的话,每到一个站都知道自己在哪里,知道当地的风土人情,对比一下所见所想,旅程可能更有趣一些. 类似的,了解linux的内存模型,你知道每块内存,每个变量,在系统中处于什么样的位置.这同样会让你心情愉快,知…

转自:http://cjjwzs.iteye.com/blog/1059381 本文将从内存分页的原理,如何调整分页大小两节内容,向你阐述LargePage对JVM的性能有何提升作用,并在文末点明了大内分页的副作用.OK,让我们开始吧! 内存分页大小对性能的提升原理 首先,我们需要回顾一小部分计算机组成原理,这对理解大内存分页至于JVM性能的提升是有好处的. 什么是内存分页? 我们知道,CPU是通过寻址来访问内存的.32位CPU的寻址宽度是 0~0xFFFFFFFF ,计算后得到的大小是4G,也…

1.页框管理 Linux采用4KB页框大小作为标准的内存分配单元.内核必须记录每个页框的状态,这种状态信息保存在一个类型为page的页描述符中,所有的页描述存放在mem_map中.virt_to_page(addr)产生线性地址对应的页描述符地址.pfn_to_page(pfn)产生对应页框号的页描述符地址. 在页框描述符中,几个关键的字段我认为:flags._count._mapcount. 由于CPU对内存的非一致性访问,系统的物理内存被划分为几个节点(每个节点的描述符为pg_data_t)…

引用:http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-memmod/index.html 理解 Linux 使用的内存模型是从更大程度上掌握 Linux 设计和实现的第一步,因此本文将概述 Linux 内存模型和管理. Linux 使用的是单一整体式结构 (Monolithic),其中定义了一组原语或系统调用以实现操作系统的服务,例如在几个模块中以超级模式运行的进程管理.并发控制和内存管理服务.尽管出于兼容性考虑,Linux 依然将段控制单元模型 (se…

一般用free命令,显示整体内存使用状况: 第二行从OS角度,used包括内核+应用+buffers+cached使用的内存,buffers/cached是磁盘缓存的大小 第三行从应用角度,可用内存=系统free memory+buffers+cached 还可使用:cat /proc/meminfo,和free差不多,但更详细 : 解释如下: MemTotal: 所有可用RAM大小(即物理内存减去一些预留位和内核的二进制代码大小) MemFree: LowFree与HighFree的总和,被系…

物理内存和虚拟内存 我们知道,直接从物理内存读写数据要比从硬盘读写数据要快的多,因此,我们希望所有数据的读取和写入都在内存完成,而内存是有限的,这样就引出了物理内存与虚拟内存的概念. 物理内存就是系统硬件提供的内存大小,是真正的内存,相对于物理内存,在linux下还有一个虚拟内存的概念,虚拟内存就是为了满足物理内存的不足而提出的策略,它是利用磁盘空间虚拟出的一块逻辑内存,用作虚拟内存的磁盘空间被称为交换空间(Swap Space).          作为物理内存的扩展,linux会在物理内存不…

内存是计算机中重要的部件之中的一个.它是与CPU进行沟通的桥梁. 计算机中全部程序的执行都是在内存中进行的.因此内存的性能对计算机的影响很大.内存作用是用于临时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据.仅仅要计算机在执行中.CPU就会把须要运算的数据调到内存中进行运算.当运算完毕后CPU再将结果传送出来.内存的执行也决定了计算机的稳定执行.对于整个操作系统来说,内存可能是最麻烦的的设备.而其性能的好坏直接影响着整个操作系统. 我们知道CPU是不能与硬盘打交道的.仅仅有数据被加载到…

今天我们来谈谈Linux的内存机制. 首先我们理一下概念 一.什么是linux的内存机制? 我们知道,直接从物理内存读写数据要比从硬盘读写数据要快的多,因此,我们希望所有数据的读取和写入都在内存完成,而内存是有限的,这样就引出了物理内存与虚拟内存的概念.物理内存就是系统硬件提供的内存大小,是真正的内存,相对于物理内存,在linux下还有一个虚拟内存的概念,虚拟内存就是为了满足物理内存的不足而提出的策略,它是利用磁盘空间虚拟出的一块逻辑内存,用作虚拟内存的磁盘空间被称为交换空间(Swap Spac…

1 前景提要 1.1 碎片化问题 分页与分段 页是信息的物理单位, 分页是为了实现非连续分配, 以便解决内存碎片问题, 或者说分页是由于系统管理的需要. 段是信息的逻辑单位,它含有一组意义相对完整的信息, 分段的目的是为了更好地实现共享, 满足用户的需要. 页的大小固定且由系统确定, 将逻辑地址划分为页号和页内地址是由机器硬件实现的. 而段的长度却不固定, 决定于用户所编写的程序, 通常由编译程序在对源程序进行编译时根据信息的性质来划分. 分页的作业地址空间是一维的. 分段的地址空间是二维的.…

1. 启动过程中的内存初始化 首先我们来看看start_kernel是如何初始化系统的, start_kerne定义在init/main.c?v=4.7, line 479 其代码很复杂, 我们只截取出其中与内存管理初始化相关的部分, 如下所示 table th:nth-of-type(1){ width: 30%; } asmlinkage __visible void __init start_kernel(void) { setup_arch(&command_line); mm_init…

在内存管理的上下文中, 初始化(initialization)可以有多种含义. 在许多CPU上, 必须显式设置适用于Linux内核的内存模型. 例如在x86_32上需要切换到保护模式, 然后内核才能检测到可用内存和寄存器. 而我们今天要讲的boot阶段就是系统初始化阶段使用的内存分配器. 1 前景回顾 1.1 Linux内存管理的层次结构 Linux把物理内存划分为三个层次来管理 层次 描述 存储节点(Node) CPU被划分为多个节点(node), 内存则被分簇, 每个CPU对应一个本地物理内…

1. 内核空间和用户空间 过去,CPU的地址总线只有32位, 32的地址总线无论是从逻辑上还是从物理上都只能描述4G的地址空间(232=4Gbit),在物理上理论上最多拥有4G内存(除了IO地址空间,实际内存容量小于4G),逻辑空间也只能描述4G的线性地址空间. 为了合理的利用逻辑4G空间,Linux采用了3:1的策略,即内核占用1G的线性地址空间,用户占用3G的线性地址空间.所以用户进程的地址范围从0~3G,内核地址范围从3G~4G,也就是说,内核空间只有1G的逻辑线性地址空间. 把内核空间和…

Linux内存管理之二:Linux在X86上的虚拟内存管理 本文档来自网络,并稍有改动. 前言 Linux支持很多硬件运行平台,常用的有:Intel X86,Alpha,Sparc等.对于不能够通用的一些功能,Linux必须依据硬件平台的特点来具体实现.本文的目的是简要探讨Linux在X86保护模式上如何实现虚拟内存管理功能.为简化和方便叙述,本文做如下限定:X86处理器为80486和其后的处理器,X86工作在保护模式,不采用物理内存扩展(使用32bits物理地址),不使用扩展页(页大小为4K)…

Linux内存管理之一:基本概念篇 物理地址.线性地址(虚拟地址)和逻辑地址:阐述段式管理和页式管理基本概念:Linux操作系统内存管理和虚拟内存概念:为内核开发做一个基础铺垫. 内存是linux内核所管理的最重要的资源之一,内存管理子系统是操作系统中最重要的部分之一.对与立志从事内核开发的工程师来说,熟悉linux的内存管理系统非常重要. 1.物理地址.线性地址(虚拟地址)和逻辑地址之间的关系 物理地址是指出现在cpu外部的地址总线上的寻址物理内存的地址信号,是地址变换的最终结果. 逻辑地址是…