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 这篇文章,让我们来看看用户态进程的地址空间情况,主要会包括以下: vma; malloc; mmap; 进程地址空间中,我们常见的代码段,数据段,bss段等,实际上都是一…

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.…

kmalloc kzalloc vmalloc malloc 和get_free_page()的区别 一.简述 1. kmalloc申请的是较小的连续的物理内存,虚拟地址上也是连续的.kmalloc和get_free_page最终调用实现是相同的,只不过在调用最终函数时所传的flag不同而已.除非被阻塞否则他执行的速度非常快,而且不对获得空间清零. 2.get_free_page()申请的内存是一整页,一页的大小一般是128K. 3.kzalloc 先是用 kmalloc() 申请空间 , 然后…

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. 介绍 之前的系列内存管理文章基本上描述的是物理页面的初始化过程,以及虚拟页面到物理页面的映射建立过程,从这篇文章开始,真正要涉及到页面的分配了.接下来的文章会围绕着分区页框分配…

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…

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…

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…

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…

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. General 1.1 /proc/meminfo /proc/meminfo是了解Linux系统内存使用状况主要接口,也是free等命令的数据来源. 下面是cat /proc/meminfo的一个实例. MemTotal: 8054880 kB---------------------对应totalram_pages大小 MemFree: kB---------------------对应vm_stat[NR_FREE_PAGES]大小 MemAvailable: kB---------…

之前写过一篇简单的介绍mmap()/munmap()的文章<Linux内存管理 (9)mmap>,比较单薄,这里详细的梳理一下. 从常用的使用者角度介绍两个函数的使用:然后重点是分析内核的实现流程:最后对mmap()/munmap()进行一些验证测试. mmap系统调用并不完全是为了共享内存而设计的,它本身提供了不同于一般对普通文件的访问方式,进程可以像读写内存一样对普通文件操作. mmap系统调用使得进程之间通过映射同一个普通文件实现共享内存.普通文件被映射到进程地址空间后,进程可以像访问普…

专题:Linux内存管理专题 关键词:数据异常.缺页中断.匿名页面.文件映射页面.写时复制页面.swap页面. malloc()和mmap()等内存分配函数,在分配时只是建立了进程虚拟地址空间,并没有分配虚拟内存对应的物理内存. 当进程访问这些没有建立映射关系的虚拟内存时,处理器自动触发一个缺页异常. 缺页异常是Linux内存管理中最复杂和重要的一部分,需要考虑很多相关细节,包括匿名页面.KSM页面.page cache页面.写时复制.私有映射和共享映射等. 首先ARMv7-A缺页异常介绍了从数…

专题:Linux内存管理专题 关键词:struct page._count._mapcount.PG_locked/PG_referenced/PG_active/PG_dirty等. Linux的内存管理是以页展开的,struct page非常重要,同时其维护成本也非常高. 这里主要介绍struct page中_count/_mapcount和flags参数. flags是页面标志位集合,是内存管理非常重要的部分. _count表示内核中引用该页面的次数:_mapcount表示页面被进程映射的…

专题:Linux内存管理专题 关键词:匿名页面.换入.换出. 如果要将匿名页面的生命周期进行划分,大概就是诞生.使用.换出.换入和销毁. 内核中使用匿名页面的地方有很多,产生缺页中断之后匿名页面就诞生了: 用户进程访问虚拟地址即可访问到匿名页面内容: 在内存紧张的时候,需要回收一些页面来释放内存,匿名页面可能被换出: 如果虚拟地址空间被再次访问,则需要将swap分区中内容换入: 当进程关闭或者退出时,VMA上的映射需要被清除,相关匿名页面会被销毁. 1. 匿名页面的诞生 从内核的角度看,出现匿名…

转自:https://www.cnblogs.com/arnoldlu/p/8335475.html 专题:Linux内存管理专题 关键词:数据异常.缺页中断.匿名页面.文件映射页面.写时复制页面.swap页面. malloc()和mmap()等内存分配函数,在分配时只是建立了进程虚拟地址空间,并没有分配虚拟内存对应的物理内存. 当进程访问这些没有建立映射关系的虚拟内存时,处理器自动触发一个缺页异常. 缺页异常是Linux内存管理中最复杂和重要的一部分,需要考虑很多相关细节,包括匿名页面.KSM…

转自:http://blog.chinaunix.net/uid-25909619-id-4491368.html Linux内存管理 摘要:本章首先以应用程序开发者的角度审视Linux的进程内存管理,在此基础上逐步深入到内核中讨论系统物理内存管理和内核内存的使用方法.力求从外到内.水到渠成地引导网友分析Linux的内存管理与使用.在本章最后,我们给出一个内存映射的实例,帮助网友们理解内核内存管理与用户内存管理之间的关系,希望大家最终能驾驭Linux内存管理. 前言 内存管理一向是所有操作系统书…

[作者:byeyear.首发于cnblogs,转载请注明.联系:east3@163.com] 本文对Linux内存管理使用到的一些数据结构和函数作了简要描述,而不深入到它们的内部.对这些数据结构和函数有了一个总体上的了解后,再针对各项分别作深入了解的时候,也许会简单一些. Linux内存访问限制(仅针对32位系统) 默认情况下Linux的内核空间映射到4G虚拟地址的最高1G(即0xC0000000 - 0xFFFFFFF) 在x86中,这个偏移量表示为TASK_SIZE,也表示为PAGE_OFF…

转自:http://www.cnblogs.com/wuchanming/p/4360264.html 转载:http://www.kerneltravel.net/journal/v/mem.htm Linux内存管理 摘要:本章首先以应用程序开发者的角度审视Linux的进程内存管理,在此基础上逐步深入到内核中讨论系统物理内存管理和内核内存的使用方法.力求从外到内.水到渠成地引导网友分析Linux的内存管理与使用.在本章最后,我们给出一个内存映射的实例,帮助网友们理解内核内存管理与用户内存管理…

转自:https://www.cnblogs.com/ralap7/p/9184773.html 摘要:本章首先以应用程序开发者的角度审视Linux的进程内存管理,在此基础上逐步深入到内核中讨论系统物理内存管理和内核内存的使用方法.力求从外到内.水到渠成地引导网友分析Linux的内存管理与使用.在本章最后,我们给出一个内存映射的实例,帮助网友们理解内核内存管理与用户内存管理之间的关系,希望大家最终能驾驭Linux内存管理. 前言 内存管理一向是所有操作系统书籍不惜笔墨重点讨论的内容,无论市面上或…

摘要:本章首先以应用程序开发者的角度审视Linux的进程内存管理,在此基础上逐步深入到内核中讨论系统物理内存管理和内核内存的使用方法.力求从外到内.水到渠成地引导网友分析Linux的内存管理与使用.在本章最后,我们给出一个内存映射的实例,帮助网友们理解内核内存管理与用户内存管理之间的关系,希望大家最终能驾驭Linux内存管理. 前言 内存管理一向是所有操作系统书籍不惜笔墨重点讨论的内容,无论市面上或是网上都充斥着大量涉及内存管理的教材和资料.因此,我们这里所要写的Linux内存管理采取避重就轻的…

linux内存管理原理深入理解段式页式 https://blog.csdn.net/h674174380/article/details/75453750 其实一直没弄明白 linux 到底是 段页式 还是仅是段式内存管理 2017-07-20 08:52:39 楼下丶小黑 阅读数 6275   前一段时间看了<深入理解Linux内核>对其中的内存管理部分花了不少时间,但是还是有很多问题不是很清楚,最近又花了一些时间复习了一下,在这里记录下自己的理解和对Linux中内存管理的一些看法和认识.…

文章每周持续更新,各位的「三连」是对我最大的肯定.可以微信搜索公众号「 后端技术学堂 」第一时间阅读(一般比博客早更新一到两篇) 今天来带大家研究一下Linux内存管理.对于精通 CURD 的业务同学,内存管理好像离我们很远,但这个知识点虽然冷门(估计很多人学完根本就没机会用上)但绝对是基础中的基础,这就像武侠中的内功修炼,学完之后看不到立竿见影的效果,但对你日后的开发工作是大有裨益的,因为你站的更高了. 文中所有示例图都是我亲手画的,画图比码字还费时间,但是看图理解比文字更直观,需要高清示例图…

摘要:本章首先以应用程序开发者的角度审视Linux的进程内存管理,在此基础上逐步深入到内核中讨论系统物理内存管理和内核内存的使用方法.力求从外到内.水到渠成地引导网友分析Linux的内存管理与使用.在本章最后,我们给出一个内存映射的实例,帮助网友们理解内核内存管理与用户内存管理之间的关系,希望大家最终能驾驭Linux内存管理. 前言   内存管理一向是所有操作系统书籍不惜笔墨重点讨论的内容,无论市面上或是网上都充斥着大量涉及内存管理的教材和资料.因此,我们这里所要写的Linux内存管理采取避重就…

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…

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…

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…

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: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…

专题:Linux内存管理专题 关键词:RMAP.VMA.AV.AVC. 所谓反向映射是相对于从虚拟地址到物理地址的映射,反向映射是从物理页面到虚拟地址空间VMA的反向映射. RMAP能否实现的基础是通过struct anon_vma.struct anon_vma_chain和sturct vm_area_struct建立了联系,通过物理页面反向查找到VMA. 用户在使用虚拟内存过程中,PTE页表项中保留着虚拟内存页面映射到物理内存页面的记录. 一个物理页面可以同时被多个进程的虚拟地址内存映射,…