内存中的物理内存管理 概述 一般来说,linux内核一般将处理器的虚拟地址空间划分为2部分.底部比较大的部分用于用户进程,顶部则专用于内核. 在IA-32系统上,地址空间在用户进程和内核之间划分的典型比例是3:1.给出4GB的虚拟地址空间,3GB用于用户空间,而1GB用户内核. 4GB是32位系统上可以寻址的最大内存2的32次方为4GB. 在64位计算机上,由于可用的地址空间非常巨大,因此不需要搞点内存模式. 有2中类型的计算机以不同方法管理内存 UMA计算机 一致性内存访问,uniform m…

1.前言 本文所述关于内存管理的系列文章主要是对陈莉君老师所讲述的内存管理知识讲座的整理. 本讲座主要分三个主题展开对内存管理进行讲解:内存管理的硬件基础.虚拟地址空间的管理.物理地址空间的管理. 本文将主要以X86架构为例来介绍伙伴算法和slab分配 2.伙伴算法概述 块链表 Linux的伙伴算法将所有的空闲页面分成MAX_ORDER+1(MAX_ORDER默认大小为11)个块链表 每个链表中的一个节点指向一个含有2的幂次个页面的块,即页块或简称块 图 伙伴算法结构实例图 0:每个页块的大小为…

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…

转自:http://blog.csdn.net/myarrow/article/details/8682819 1. First Fit分配器 First Fit分配器是最基本的内存分配器,它使用bitmap而不是空闲块列表来表示内存.在bitmap中,如果page对应位为1,则表示此page已经被分配,为0则表示此page没有被分配.为了分配小于一个page的内存块,First Fit分配器记录了最后被分配的PFN (Page Frame Number)和分配的结束地址在页内的偏移量.随后小的…

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…

进程的运行,必须使用内存.下图是Linux中进程中的内存的分布图: 其中最重要的 heap segment 和 stack segment.其它内存段基本是大小固定的.注意stack是向低地址增长的,和heap相反.另外进程的内存地址从0开始,是因为使用的是虚拟内存.所以存在虚拟内存到物理内存的映射.目前服务器一般都是64位的,32位的已经极少了,32为对内存有极大限制. 1. Linux 虚拟内存 Linux是通过虚拟内存的方式来管理内存的.虚拟内存和物理内存之间存在映射关系.当进程在CPU上…

本文以32位机器为准,串讲一些内存管理的知识点. 1. 虚拟地址.物理地址.逻辑地址.线性地址 虚拟地址又叫线性地址.linux没有采用分段机制,所以逻辑地址和虚拟地址(线性地址)(在用户态,内核态逻辑地址专指下文说的线性偏移前的地址)是一个概念.物理地址自不必提.内核的虚拟地址和物理地址,大部分只差一个线性偏移量.用户空间的虚拟地址和物理地址则采用了多级页表进行映射,但仍称之为线性地址. 2. DMA/HIGH_MEM/NROMAL 分区 在x86结构中,Linux内核虚拟地址空间划分0~3G…

1. 基本概念 1.1 地址 (1)逻辑地址:指由程序产生的与段相关的偏移地址部分.在C语言指针中,读取指针变量本身值(&操作),实际上这个值就是逻辑地址,它是相对于你当前进程数据段的地址.(2)线性地址:段中的偏移地址(逻辑地址),加上相应段的基地址就生成了一个线性地址.(3)物理地址: 放在寻址总线上的地址.(4)虚拟地址:保护模式下段和段内偏移量组成的地址,而逻辑地址就是代码段内偏移量,或称进程的逻辑地址. 1.2 内存 (1) 虚拟内存:计算机系统内存管理的一种技术.它使得应用程序认为它…

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,…

现在的服务器大部分都是运行在Linux上面的,所以作为一个程序员有必要简单地了解一下系统是如何运行的. 对于内存部分需要知道: 地址映射 内存管理的方式 缺页异常 先来看一些基本的知识,在进程看来,内存分为内核态和用户态两部分,经典比例如下: 从用户态到内核态一般通过系统调用.中断来实现.用户态的内存被划分为不同的区域用于不同的目的: 当然内核态也不会无差别地使用,所以,其划分如下: 下面来仔细看这些内存是如何管理的. 地址 在Linux内部的地址的映射过程为逻辑地址–>线性地址–>物理地址,…

转自:http://www.cnblogs.com/zhaoyl/p/3695517.html 本文以32位机器为准,串讲一些内存管理的知识点. 1. 虚拟地址.物理地址.逻辑地址.线性地址 虚拟地址又叫线性地址.linux没有采用分段机制,所以逻辑地址和虚拟地址(线性地址)(在用户态,内核态逻辑地址专指下文说的线性偏移前的地址)是一个概念.物理地址自不必提.内核的虚拟地址和物理地址,大部分只差一个线性偏移量.用户空间的虚拟地址和物理地址则采用了多级页表进行映射,但仍称之为线性地址. 2. DM…

写在前面:由于地址映射涉及到各种寄存器的设置访问,Linux对于不同体系结构处理器的地址映射采用不同的方法,例如对于i386及后来的32位的Intel的处理器在页式映射时采用的是2级页表映射,而对于IA64的处理器则采用3级分页.对于其他类型的处理器,例如MK68000等其他许多处理器,在地址映射时则忽略了段式映射,只是因为Intel的X86系列需要兼容早期的段式映射,才在后来的设计中即使用了段式映射,也采用了页式映射.以后关于Linux的笔记,除特别说明外,均是在i386体系结构之上,笔记中所…

https://yq.aliyun.com/articles/11192?spm=0.0.0.0.hq1MsD 随着要维护的服务器增多,遇到的各种稀奇古怪的问题也会增多,要想彻底解决这些“小”问题往往需要更深的Linux方面的知识.越专业.分工越细的工程师,在这方面的要求也就越高.这次,对MySQL Swap的问题的探索过程,就一不小心掉进了Linux Memory Managemant(Linux MM)的研究中去了,爬了很久才出来,这里做一个系列笔记. 笔记中很多内容都是参考<Underst…

windows内存管理 windows 内存管理方式主要分为:页式管理,段式管理,段页式管理. 页式管理的基本原理是将各进程的虚拟空间划分为若干个长度相等的页:页式管理把内存空间按照页的大小划分成片或者页面,然后把页式虚拟地址与内存地址建立一一对应的页表:并用相应的硬件地址变换机构来解决离散地址变换问题.页式管理采用请求调页或预调页技术来实现内外存存储器的统一管理.其优点是没有外碎片,每个内碎片不超过页的大小.缺点是,程序全部装入内存,要求有相应的硬件支持.例如地址变换机构缺页中断的产生和选择淘…

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…

内核的 shmall 和 shmmax 参数 SHMMAX= 配置了最大的内存segment的大小 ------>这个设置的比SGA_MAX_SIZE大比较好. SHMMIN= 最小的内存segment的大小 SHMMNI= 整个系统的内存segment的总个数 SHMSEG= 每个进程可以使用的内存segment的最大个数 配置信号灯( semphore )的参数: SEMMSL= 每个semphore set里面的semphore数量 -----> 这个设置大于你的process的个数吧,…

 Linux的内存管理主要分为两部分:物理地址到虚拟地址的映射,内核内存分配管理(主要基于slab). 物理地址到虚拟地址之间的映射 1.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连接的地址总线相相应.--这个概念应该是这几个概念中最好理解的一个,可是值得一提的是,尽管能够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,可是其实,这仅仅是一个硬件提供给软件的抽像,…

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…

现在的服务器大部分都是运行在Linux上面的,所以,作为一个程序员有必要简单地了解一下系统是如何运行的.对于内存部分需要知道: 地址映射 内存管理的方式 缺页异常 先来看一些基本的知识,在进程看来,内存分为内核态和用户态两部分,经典比例如下: 从用户态到内核态一般通过系统调用.中断来实现.用户态的内存被划分为不同的区域用于不同的目的: 当然内核态也不会无差别地使用,所以,其划分如下: 下面来仔细看这些内存是如何管理的. 地址 在Linux内部的地址的映射过程为逻辑地址–>线性地址–>物理地址,…

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…

Linux支持多种硬件体系结构,因此Linux必须采用通用的方法来描述内存,以方便对内存进行管理.为此,Linux有了内存节点.内存区.页框的概念,这些概念也是一目了然的. 内存节点:主要依据CPU访问代价的不同而划分.多CPU下环境下,本地内存和远端内存就是不同的节点.即使在单CPU环境下,访问所有内存的代价都是一样的,Linux内核依然存在内存节点的概念,只不过只有一个内存节点而已.内核以struct  pg_data_t来描述内存分区. 内存分区:Linux对内存节点再进行划分,分为不同的…

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…

一.Linux内核地址空间 一般来说Linux 内核按照 3:1 的比率来划分虚拟内存(X86等):3 GB 的虚拟内存用于用户空间,1GB 的内存用于内核空间.当然有些体系结构如MIPS使用2:2 的比率来划分虚拟内存:2 GB 的虚拟内存用于用户空间,2 GB 的内存用于内核空间,另外像ARM架构的虚拟空间是可配置(1:3.2:2.3:1).内核线性地址空间用于为内核的运行提供最基本的支持,也是操作系统赖以存在的基础.所谓内核线性地址空间就是说内核态下虚拟地址与物理地址是线性关系,两者相差一…

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…

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…

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.…

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…

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…