转:http://www.wowotech.net/memory_management/cma.html 前言 本文是近期学习CMA模块的一个学习笔记,方便日后遗忘的时候,回来查询以便迅速恢复上下文. 学习的基本方法是这样的:一开始,我自己先提出了若干的问题,然后带着这些问题查看网上的资料,代码,最后整理形成这样以问题为导向的index,顺便也向笨叔叔致敬.笨叔叔写了一本书叫做<奔跑吧Linux内核>,采用了问答的方式描述了4.x Linux内核中的进程管理.内存管理,同步和中断子系统.7月将…

一.内存管理子系统 1 . 内存管理模块 功能: 虚拟地址到物理地址的映射 32位系统访问的地址一共4G: 0-3G : 应用程序 3G+896M :直接映射 , Vmollat区,永久内存映射,固定映射的线性地址 2.  地址映射管理 (1). 虚拟地址空间分布 (2). 虚拟地址转化成物理地址 32位系统的虚拟地址:   虚拟地址 = 物理地址 + 3G. 3.  物理地址分配管理…

原文:Linux内核分析(三)----初识linux内存管理子系统 Linux内核分析(三) 昨天我们对内核模块进行了简单的分析,今天为了让我们今后的分析没有太多障碍,我们今天先简单的分析一下linux的内存管理子系统,linux的内存管理子系统相当的庞大,所以我们今天只是初识,只要对其进行简单的了解就好了,不会去追究代码,但是在后面我们还会对内存管理子系统进行一次深度的分析. 在分析今天的内容之前,我们先来看出自http://bbs.chinaunix.net/thread-2018659-2…

内存管理子系统 1.虚拟地址与物理地址的映射 2.物理内存的分配 Linux虚拟地址空间分布 设备最后访问的一定是物理地址,但Linux系统中使用的都是虚拟地址.虚拟地址简单的来说就是程序中使用的地址.所以存在虚拟地址到物理地址之间的映射关系. Linux系统支持的虚拟地址空间由硬件来决定.例如处理器是32位,那么访问到的虚拟地址空间就是4G.0-3G是用户空间,也就是应用程序空间.3-4G是内核空间,内核空间又被划分为4个部分,第一个部分是直接映射区(3-3.896G),第二个部分是vmall…

本文转载自:http://blog.csdn.net/coding__madman/article/details/51298718 版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载. 还是那张熟悉的老图:Linux内核子系统简介(由七个部分组成) Linux内存管理模型: 1. 内存管子系统职能: 1>  管理虚拟地址与物理地址的映射 2>  管理物理内存的分配 2. 地址映射管理 1> 虚拟地址空间分布: linux采用的是一种虚拟地址的管理方式,对于一个32位的处理器对于的内存空…

一.Linux内存管理模型 1.虚拟地址与物理地址的映射 2.物理地址的分配二.虚拟地址与物理地址的映射 1.虚拟地址空间分布 32位处理器有32根地址总线,可访问4G的物理空间.其中有0-3G为用户程序空间,剩下3-4G为内核空间.内核空间又分为如下四个部分. A.直接映射区:3G-3G+896M                该部分物理地址和虚拟地址之间的关系是很简单的线性关系.896这个数字很特殊,小于896M的空间称为低端内存空间,大于896M的空间为高端内存空间. B.vmalloc区…

背景 Read the fucking source code! --By 鲁迅 A picture is worth a thousand words. --By 高尔基 说明: Kernel版本:4.14 ARM64处理器,Contex-A53,双核 使用工具:Source Insight 3.5, Visio 1. 概述 Contiguous Memory Allocator, CMA,连续内存分配器,用于分配连续的大块内存. CMA分配器,会Reserve一片物理内存区域: 设备驱动不用…

在内核初始化完成之后, 内存管理的责任就由伙伴系统来承担. 伙伴系统基于一种相对简单然而令人吃惊的强大算法. Linux内核使用二进制伙伴算法来管理和分配物理内存页面, 该算法由Knowlton设计, 后来Knuth又进行了更深刻的描述. 伙伴系统是一个结合了2的方幂个分配器和空闲缓冲区合并计技术的内存分配方案, 其基本思想很简单. 内存被分成含有很多页面的大块, 每一块都是2个页面大小的方幂. 如果找不到想要的块, 一个大块会被分成两部分, 这两部分彼此就成为伙伴. 其中一半被用来分配, 而另…

内存管理子系统是linux内核最核心最重要的一部分,内核的其他部分都需要在内存管理子系统的基础上运行.而对其初始化是了解整个内存管理子系统的基础.对相关数据结构的初始化是从全局启动例程start_kernel开始的.本文详细描述了从bootloader跳转到linux内核内存管理子系统初始化期间所做的操作,从而来加深对内存管理子系统知识的理解和掌握. 内核的入口是stext,这是在arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S中指定的.而符号stext是在arch/arm/kerne…

内存管理子系统可能是linux内核中最为复杂的一个子系统,其支持的功能需求众多,如页面映射.页面分配.页面回收.页面交换.冷热页面.紧急页面.页面碎片管理.页面缓存.页面统计等,而且对性能也有很高的要求.本文从内存管理硬件架构.地址空间划分和内存管理软件架构三个方面入手,尝试对内存管理的软硬件架构做一些宏观上的分析总结. 内存管理硬件架构 因为内存管理是内核最为核心的一个功能,针对内存管理性能优化,除了软件优化,硬件架构也做了很多的优化设计.下图是一个目前主流处理器上的存储器层次结构设计方案.…

1 内存中不连续的页的分配 根据上文的讲述, 我们知道物理上连续的映射对内核是最好的, 但并不总能成功地使用. 在分配一大块内存时, 可能竭尽全力也无法找到连续的内存块. 在用户空间中这不是问题,因为普通进程设计为使用处理器的分页机制, 当然这会降低速度并占用TLB. 在内核中也可以使用同样的技术. 内核分配了其内核虚拟地址空间的一部分, 用于建立连续映射. 在IA-32系统中, 前16M划分给DMA区域, 后面一直到第896M作为NORMAL直接映射区, 紧随直接映射的前896MB物理内存,在…

1 前景回顾 1.1 内核映射区 尽管vmalloc函数族可用于从高端内存域向内核映射页帧(这些在内核空间中通常是无法直接看到的), 但这并不是这些函数的实际用途. 重要的是强调以下事实 : 内核提供了其他函数用于将ZONE_HIGHMEM页帧显式映射到内核空间, 这些函数与vmalloc机制无关. 因此, 这就造成了混乱. 而在高端内存的页不能永久地映射到内核地址空间. 因此, 通过alloc_pages()函数以__GFP_HIGHMEM标志获得的内存页就不可能有逻辑地址. 在x86_32体…

1 内存节点node 1.1 为什么要用node来描述内存 这点前面是说的很明白了, NUMA结构下, 每个处理器CPU与一个本地内存直接相连, 而不同处理器之前则通过总线进行进一步的连接, 因此相对于任何一个CPU访问本地内存的速度比访问远程内存的速度要快 Linux适用于各种不同的体系结构, 而不同体系结构在内存管理方面的差别很大. 因此linux内核需要用一种体系结构无关的方式来表示内存. 因此linux内核把物理内存按照CPU节点划分为不同的node, 每个node作为某个cpu结点的本…

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…

概述 内存管理的实现涵盖了许多领域: 内存中的物理内存页管理 分配大块内存的伙伴系统 分配较小内存块的slab.slub和slob分配器 分配非连续内存块的vmalloc机制 进程的地址空间 在IA-32系统上,可以直接管理的物理内存数量不超过896M.超过该值的内存只能通过高端内存寻址. 在64位系统上,由于可用的地址空间非常巨大,因此不需要高端内存模式. (N)UMA模型中的内存组织 有两种类型的计算机,分别以不同的方法管理物理内存: UMA计算机(uniform memory access…

前言 主要讲解原理,基于2.6.32版本内核源码.本文整体思路:先由简单内存模型逐渐演进到当下通用服务器面对的内存模型,讨论每一个内存模型下slab设计需要解决的问题. 历史简介 linux内核运行需要动态分配内存,有两种分配方案: 第一种:以页为单位分配内存,一次申请内存的长度必须是页的整数倍 第二种:按需分配内存,一次申请内存的长度是随机的. 第一种分配方案通过buddy子系统实现,第二种分配方案通过slab子系统实现.slab子系统随内核的发展衍生出slub子系统和slob子系统.最新通用…

<linux 内存管理模型> 下面这个图将Linux内存管理基本上描述完了,但是显得有点复杂,接下来一部分一部分的解析. 内存管理系统可以分为两部分,分别是内核空间内存管理和用户空间内存管理: ————内存管理子系统的职责是:进程请求内存时分配可用内存,进程释放内存后回收内存,以及跟踪系统内存使用情况.现代操作系统要求能够使多个程序共享系统资源,同时要求内存限制对于开发者是透明的.在这种情况下,虚拟内存应运而生.虚拟内存可以使得进程可以访问比实际内存大得多的空间,并且使得多个程序共享内存显得更…

Linux内存管理是一个很复杂的系统,也是linux的精髓之一,网络上讲解这方面的文档也很多,我把这段时间学习内存管理方面的知识记录在这里,涉及的代码太多,也没有太多仔细的去看代码,深入解算法,这篇文章就当做内存方面学习的一个入门文档,方便以后在深入学习内存管理源码的一个指导作用: (一)NUMA架构   NUMA通过提供分离的存储器给各个处理器,避免当多个处理器访问同一个存储器产生的性能损失来试图解决这个问题.对于涉及到分散的数据的应用(在服务器和类似于服务器的应用中很常见),NUMA可以通过…

题外语:本人对linux内核的了解尚浅,如果有差池欢迎指正,也欢迎提问交流! 首先要理解一下每一个进程是如何维护自己独立的寻址空间的,我的电脑里呢是8G内存空间.了解过的朋友应该都知道这是虚拟内存技术解决的这个问题,然而再linux中具体是怎样的模型解决的操作系统的这个设计需求的呢,让我们从linux源码的片段开始看吧!(以下内核源码均来自fedora21 64位系统的fc-3.19.3版本内核) <include/linux/mm_type.h>中对于物理页面的定义struct page,也…

日期 内核版本 架构 作者 GitHub CSDN 2016-06-14 Linux-4.7 X86 & arm gatieme LinuxDeviceDrivers Linux内存管理 #1 前景回顾 前面我们讲到服务器体系(SMP, NUMA, MPP)与共享存储器架构(UMA和NUMA) #1.1 UMA和NUMA两种模型 共享存储型多处理机有两种模型 均匀存储器存取(Uniform-Memory-Access,简称UMA)模型 非均匀存储器存取(Nonuniform-Memory-Acc…

我们在阅读源码时,函数功能可以分为两类:1. bootmem.c 2. page_alloc.c. 1. bootmem.c是关于bootmem allocator的,上篇文章已经简述过. 2. page_alloc.c是关于Memory Management subsystem的. 关于内存管理子系统的初始化调用了多个函数,我们首先分析在bootmem_init中调用的add_active_range函数. start_kernel --> setup_arch ---> arch_mem_…

start_kernel ——> setup_arch ——> arch_mem_init ——> bootmem_init ——> init_bootmem_node: 此时,不得不说的就是 bootmem . 1. 什么是bootmem: 我们都知道,所有的物理内存是交给内核管理的,或者说是交给内存管理子系统管理的.那么,从内核启动到内核管理子系统启动之间,是否需要内存呢?答案是肯定的,该时间段内是需要物理内存的. 那么bootmem就是负责该时间段的物理内存的分配. 2. 特…

作者:Younger Liu, 本作品采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 3.0 未本地化版本许可协议进行许可. 原文地址:http://lwn.net/Articles/396657/ 1.    简介 连续内存分配器(CMA - Contiguous Memory Allocator)是一个框架,允许建立一个平台无关的配置,用于连续内存的管理.然后,设备所需内存都根据该配置进行分配. 这个框架的主要作用不是分配内存,而是解析和管理内存配置,以及作为在设备驱动程序和可插拔的分配器之间…

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.…

专题:Linux内存管理专题 关键词:OOM.swap.HMM.LRU. 本系列没有提到的内容由THP(Transparent Huge Page).memory cgroup.slub.CMA.zram.swap.zswap.memory hotplug等. 下面列举从Linux 4.0到Linux 4.10中在内存管理方面的更新内容. 1. 页面回收策略从zone迁移到node 页面回收策略从基于zone迁移到基于node策略的一个主要原因是在同一个node中不同zone存在着不同的页面老化…

文章目录 1. Buddy 简介 2. Buddy 初始化 2.1 Struct Page 初始化 2.2 Buddy 初始化 3. 内存释放 4. 内存分配 4.1 gfp_mask 4.2 node 候选策略 4.3 zone 候选策略 4.4 zone fallback 策略 4.5 lowmem reserve 机制 4.6 order fallback 策略 4.7 migrate type 候选策略 4.8 migrate fallback 策略 4.9 reclaim waterm…

1. PHP源码结构 PHP的内核子系统有两个,ZE(Zend Engine)和PHP Core.ZE负责将PHP脚本解析成机器码(也成为token符)后,在进程空间执行这些机器码:ZE还负责内存管理,变量作用域管理和对PHP函数的调度管理. PHP Core负责和SAPI层的通信:PHP Core也为safe_mode, open_basedir的检查提供了统一控制层:PHP Core还提供了streams层,用于用户域的文件和网络IO操作.其中SAPI(Server Application…

原文:https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-memory/ 为什么必须管理内存 内存管理是计算机编程最为基本的领域之一.在很多脚本语言中,您不必担心内存是如何管理的,这并不能使得内存管理的重要性有一点点降低.对实际编程来说,理解您的内存管理器的能力与局限性至关重要.在大部分系统语言中,比如 C 和 C++,您必须进行内存管理.本文将介绍手工的.半手工的以及自动的内存管理实践的基本概念. 追溯到在 Apple II 上进行汇编语言编程的时代,那…

一.几个基本的概念 1.存储器的金字塔结构 存储器从下之上依次是磁盘/flash.DRAM(内存).L2-cache.L1-cache.寄存器,越在上面的存储器访问速度越快,同时价格也越昂贵,每一级都可以看做是下一级的缓存,内存是磁盘的缓存,cache是内存的缓存. 2.地址空间 地址空间就是一个非负正数的有序集合,如果是连续的即线性地址空间,从硬件的角度看就是处理器所能访问的存储器空间,与地址线的位数相关,物理地址空间就是物理存储器的访问空间(按字节访问) 3.页 将物理内存和虚拟内存按页来划…

这篇文章看后感觉不错,和我在glibc下的hurdmalloc.c文件里关于malloc的实现基本意思相同,同时,这篇文章还介绍了一些内存管理方面的知识,值得推荐. 原文链接地址为:http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-memory/ 原文如下: 为什么必须管理内存 内存管理是计算机编程最为基本的领域之一.在很多脚本语言中,您不必担心内存是如何管理的,这并不能使得内存管理的重要性有一点点降低.对实际编程来说,理解您的内存管理器的能力与 局限性至…