缓存为什么会有冷热? 究其原因,是因为对于内存的访问,可能是CPU发起的,也可以是DMA设备发起的. 如果是CPU发起的,在CPU的硬件缓存中,就会保存相应的页内容.如果这个页本来没有存在于硬件缓存中,那么它的到来,势必会将原本为其他的页缓存的内容挤出硬件缓存. 但是,如果对于内存的访问是由DMA设备发起的,那么该页不会被CPU访问,就不需要在CPU的硬件缓存中进行缓存,也不会对已经缓存在硬件缓存中的页内容造成伤害. 在Linux操作系统中,每个内存区域(Zone)都分配了hot cache和c…

先说说cpu的cache,和cpu的cache比起来访问主内存是非常慢的,为了加快速度根据本地性原则,cpu在访问主内存的时候会把附近的一块数据都加载到cpu的cache里,之后读写这块数据都是在cache里做的. linux本来有伙伴系统分配内存页,为了加快单个内存页的分配linux在每个node里为每个cpu分配了一个per_cpu_pageset(暂且叫他页缓存吧).每个页缓存包含一个冷页缓存和一个热页缓存.这两个用法有什么区别呢. 如果申请完一个内存页就立刻用来写数据,用热页缓存. 如果…

这周除了阅读学习教材「Linux内核设计与实现 (Linux Kernel Development)」第教材第15,16章外.我们还需要接着完成学习MOOC「Linux内核分析」第八讲「Linux系统架构和执行过程概览」,并完成实验楼上配套实验八的任务. 首先阅读课本上的章节,在第十五章进程地址空间章节介绍了如何管理物理内存. 1.其实内核除了管理本身的内存外,还必须管理用户空间中的内存.这个内存我们叫做进程地址空间.进程只能访问有效内存区域内的内存地址. 内核区域可以包含各种内存对象,比如:…

进程的切换和系统的一般执行过程 1.知识总结 (1)进程调度的时机: 中断处理过程直接调用schedule(),或者返回用户态时根据need_resched标记调用schedule(). 内核线程是一个特殊的进程,只有内核态没有用户态,可以直接调用schedule()进行进程切换,也可以在中断处理过程中进行调度(内核线程可以直接访问内核函数,所以不会发生系统调用).内核线程作为一类的特殊的进程可以主动调度,也可以被动调度. 用户态进程无法实现主动调度,仅能在中断处理过程中进行调度(schedul…

<Linux内核原理与设计>第九周作业 视频学习及代码分析 一.进程调度时机与进程的切换 不同类型的进程有不同的调度需求,第一种分类:I/O-bound 会频繁的进程I/O,通常会花费很多时间等待I/O操作的完成:CPU-bound 是计算密集型,需要大量的CPU时间进行运算,使得其他交互式进程反应迟钝,因此需要不同的算法来使系统的运行更高效,以及CPU的资源最大限度的得到使用.第二种分类包括批处理进程(batch process):实时进程(real-time process)以及交互式进程…

页高速缓存是Linux内核实现磁盘缓存.磁盘告诉缓存重要源自:第一,访问磁盘的速度要远远低于访问内存. 第二,数据一旦被访问,就很有可能在短期内再次被访问到.这种短时期内集中访问同一片数据的原理称作临时局部原理. 一.缓存手段 1.1 写缓存 通常来讲缓存一般实现成三种策略: ①不缓存 ②写操作将自动更新内存缓存 ③Linux采用的回写.程序写进缓存 1.2 缓存回收 1.最近少用原则:简称LRU,LRU回收需要跟踪每个页面的访问踪迹,以便能回收最老时间戳的页面. 2.双链策略:Linux实现的…

想实现个循环缓冲区(Circular Buffer),搜了些资料多数是基于循环队列的实现方式.使用一个变量存放缓冲区中的数据长度或者空出来一个空间来判断缓冲区是否满了.偶然间看到分析Linux内核的循环缓冲队列kfifo的实现,确实极其巧妙.kfifo主要有以下特点: 保证缓冲空间的大小为2的次幂,不是的向上取整为2的次幂. 使用无符号整数保存输入(in)和输出(out)的位置,在输入输出时不对in和out的值进行模运算,而让其自然溢出,并能够保证in-out的结果为缓冲区中已存放的数据长度,这…

目录 . 进程相关数据结构 ) struct task_struct ) struct cred ) struct pid_link ) struct pid ) struct signal_struct ) struct rlimit . 内核中的队列/链表对象 ) singly-linked lists ) singly-linked tail queues ) doubly-linked lists ) doubly-linked tail queues . 内核模块相关数据结构 ) st…

买了<深入Linux内核架构>这本书准备了解一下linux内核机制.但是最开始看了十几页感觉看着很累,本来都准备弃了 过了段时间看见一个面经有linux内核的内容,于是就照着那个先把内存管理学习了下.静下心来看发现这本书还是不错,我跳过了很多细节部分,先对内核管理有个大致了解. 水印+冷热页+伙伴系统+slab缓存 通常用户和内核以3:1的比例划分虚拟地址 内存组织: 首先,内存划分为节点,每个节点关联到一个处理器,即pg_data_t 在把各个节点划分为内存域(zone),对内存进行进一步的…

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.…