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…

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 页式管理 1.1 分段机制存在的问题 分段,是指将程序所需要的内存空间大小的虚拟空间,通过映射机制映射到某个物理地址空间(映射的操作由硬件完成).分段映射机制解决了之前操作系统存在的两个问题: 地址空间没有隔离 程序运行的地址不确定 不过分段方法存在一个严重的问题:内存的使用效率低. 分段的内存映射单位是整个程序:如果内存不足,被换入换出到磁盘的空间都是整个程序的所需空间,这会造成大量的磁盘访问操作,并且严重降低了运行速度. 事实上,很多时候程序运行所需要的数据只是很小的一部分,加入到内存的…

地址长度 在Linux下,unsigned long可以与地址的长度保持一致,即32位系统下unsigned long为32位,而64位系统下为64位长. 虚拟地址的分解 如图所示,通过XXX_SHIFT方式,移位得到范围. 1: /* PAGE_SHIFT determines the page size */ 2: #define PAGE_SHIFT 12 3: #define PAGE_SIZE (_AC(1,UL) << PAGE_SHIFT) // 4KB = 4096 4: #d…

1.分段机制 80386的两种工作模式  80386的工作模式包括实地址模式和虚地址模式(保护模式).Linux主要工作在保护模式下. 分段机制  在保护模式下,80386虚地址空间可达16K个段,每段大小可变,最大达4GB.  从逻辑地址到线性地址的转换由80386分段机制管理.段寄存器CS.DS.ES.SS.FS或GS标识一个段.这些段寄存器作为段选择器,用来选择该段的描述符. 分段逻辑地址到线性地址转换图  图9_7 分段逻辑地址到线性地址转换图 2. 分页机制 分页机制的作用  分页机制…

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…

Linux采用了通用的四级分页机制,所谓通用就是指Linux使用这种分页机制管理所有架构的分页模型,即便某些架构并不支持四级分页.对于常见的x86架构,如果系统是32位,二级分页模型就可满足系统需求:如果32位系统采用PAE(物理地址扩展)模式,Linux使用三级分页模型:如果是64位系统,Linux使用四级分页模型,也就是说x86架构的分页模型可能是二级.三级或四级. 1.三级分页模型 Linux虚拟内存三级管理由以下三级组成. PGD: Page Global Directory(页目录)…

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…

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…

一 分段机制 1.什么是分段机制 分段机制就是把虚拟地址空间中的虚拟内存组织成一些长度可变的称为段的内存块单元. 2.什么是段 每个段由三个参数定义:段基地址.段限长和段属性. 段的基地址.段限长以及段的保护属性存储在一个称为段描述符的结构项中. 3.段的作用  段可以用来存放程序的代码.数据和堆栈,或者用来存放系统数据结构. 4.段的存储地址 系统中所有使用的段都包含在处理器线性地址空间中. 5.段选择符 逻辑地址包括一个段选择符或一个偏移量,段选择符是一个段的唯一标识,提供了段描述符表,段描…

1 今日内容(分页机制初始化) 在初始化内存的结点和内存区域之前, 内核先通过pagging_init初始化了内核的分页机制. 在分页机制完成后, 才会开始初始化系统的内存数据结构(包括内存节点数据和内存区域), 并在随后初始化buddy伙伴系统来接管内存管理的工作 2 分页机制初始化 arm64架构下, 内核在start_kernel()->setup_arch()中通过arm64_memblock_init( )完成了memblock的初始化之后, 接着通过setup_arch()->pa…

每个进程都拥有一个自己的页表,在linux中,有一个页目录数组,这是分页机制的最高层,每个进程的页表对应其中的一个页目录项,通过cr3寄存器可以访问. 一个进程的页表,对应的页表项中对应页的物理地址. 2. 分页机制 分页机制的作用  分页机制是在段机制之后进行的,它进一步将线性地址转换为物理地址.  80386使用4K字节大小的页,且每页的起始地址都被4K整除.因此,80386把4GB字节线性地址空间划分为1M个页面,采用了两级表结构. 两级页表  两级表的第一级表称为页目录,存储在一个4K字…

[转载]Linux缓存机制 来源:https://blog.csdn.net/weixin_38278334/article/details/96478405 linux下的缓存机制及清理buffer/cache/swap的方法梳理 缓存机制介绍 写的很好:https://www.cnblogs.com/kevingrace/p/5991604.html 在Linux系统中,为了提高文件系统性能,内核利用一部分物理内存分配出缓冲区,用于缓存系统操作和数据文件,当内核收到读写的请求时,内核先去缓存…

分页是现在CPU核心的管理内存方式,网上介绍材料很多,这里不赘述,简单介绍一下分页的背景和原理 1.先说说为什么要分段 实模式下程序之间不隔离,互相能直接读写对方内存,或跳转到其他进程的代码运行,导致泄密.出错,通过分段隔离不同程序代码对不同内存单元的读写权限: 用户程序在内存种加载的地址不确定,通过分段对程序的数据.代码重定位,才能在运行时正确寻址(如果没有特殊声明,编译器编译后生成文件的代码和数据都是相对文件头开始计算偏移的) 2.再说说为什么要分页?   物理内存是有限的,主流普通PC机内…

Linux模块机制浅析   Linux允许用户通过插入模块,实现干预内核的目的.一直以来,对linux的模块机制都不够清晰,因此本文对内核模块的加载机制进行简单地分析. 模块的Hello World! 我们通过创建一个简单的模块进行测试.首先是源文件main.c和Makefile. florian@florian-pc:~/module$ cat main.c #include<linux/module.h> #include<linux/init.h> static int __…

第16章讲的是分页机制和动态页面分配的问题,说实话这个一开始接触是会把人绕晕的,但是这个的确太重要了,有了分页机制内存管理就变得很简单,而且能直接实现平坦模式. ★PART1:Intel X86基础分页机制 1. 页目录.页表和页 首先先要明白分页是怎么来的,简单来讲,分页其实就是内存块的映射管理.在我们之前的章节中,我们都是使用的分段管理模式,处理器中负责分段的部件是段部件,段管理机制是Intel处理器最基本的处理机制,在任何时候都是无法关闭的.而当开启了分页管理之后,处理器会把4GB的内存分…

Linux uevent机制 Uevent是内核通知android有状态变化的一种方法,比如USB线插入.拔出,电池电量变化等等.其本质是内核发送(可以通过socket)一个字符串,应用层(android)接收并解释该字符串,获取相应信息. 一.Kernel侧: UEVENT的发起在Kernel端,主要是通过函数 int kobject_uevent_env(struct kobject *kobj, enum kobject_action action,char *envp_ext[]) 该函…

      在内核里分配内存可不像在其他地方分配内存那么容易.造成这种局面的因素很多.从根本上讲,是因为内核本身不能像用户空间那样奢侈的使用内存.内核与用户空间不同,它不具备这种能力,它不支持简单便捷的内存分配方式.比如,内核一般不能睡眠.此外,处理内存分配错误对于内核来说也绝非是一件简单的事.正式由于这些限制,再加上内存分配机制不能太复杂,所以在内核中获取内存要比在用户空间复杂的多.       首先,我们讨论下内核中的分页机制.       内核把物理页作为内存管理的基本单位.尽管处理器的最…

在实际开发过程中,大家可能会遇到段错误的问题,虽然是个老问题,但是其带来的隐患是极大的,只要出现一次,程序立即崩溃中止.如果程序运行在PC中,segment fault的调试相对比较方便,因为可以通过串口.显示器可以查看消息,只要程序运行,通过GDB调试工具即可捕捉产生segment fault的具体原因.但是不知大家有没有想法,当程序运行在嵌入式设备上时,你所面临资源的缺乏,你没有串口打印信息,没有显示器可查看,你不知道程序运行的状态,如果程序的产生segment falut这种bug发生的周…

Linux 内存机制详解宝典 在linux的内存分配机制中,优先使用物理内存,当物理内存还有空闲时(还够用),不会释放其占用内存,就算占用内存的程序已经被关闭了,该程序所占用的内存用来做缓存使用,对于开启过的程序.或是读取刚存取过得数据会比较快. 一． 我们先来查看一个内存使用的例子: [oracle@db1 ~]$ free -m total       used       free     shared    buffers     cached Mem:        72433    …

C#实现的内存分页机制的一个实例 //多页索引表管理类(全局主索引表管理类) public class MuliPageIndexFeatureClass : IDisposable { protected List<IndexPageClass> MuliPageIndexTable = new List<IndexPageClass>(); //多页索引表对象 // protected int CurrentMemoryPageIndex = -1; //当前内存索引页(已载入…

转自:http://www.cnblogs.com/lisperl/archive/2012/05/03/2480573.html 由于Linux内核提供了PID,IPC,NS等多个Namespace,一个进程可能属于多个Namespace.为了task_struct的精简,内核引入了struct nsproxy来统一管理进程所属的Namespace,在task_struct中只需存一个指向struct nsproxy的指针就行了.struct nsproxy定义如下: struct nspro…

转自:http://www.cnblogs.com/lisperl/archive/2012/05/03/2480316.html Linux Namespaces机制提供一种资源隔离方案.PID,IPC,Network等系统资源不再是全局性的,而是属于特定的Namespace.每个Namespace里面的资源对其他Namespace都是透明的.要创建新的Namespace,只需要在调用clone时指定相应的flag.Linux Namespaces机制为实现基于容器的虚拟化技术提供了很好的基础…

原文地址:http://blog.csdn.net/tianlesoftware/article/details/5463790 一. 内存使用说明 Free 命令相对于top 提供了更简洁的查看系统内存使用情况: [root@rac1 ~]# free total       used       free     shared    buffers     cached Mem:       1035108   1008984      26124      0     124212    …

Linux信号(signal) 机制分析 [摘要]本文分析了Linux内核对于信号的实现机制和应用层的相关处理.首先介绍了软中断信号的本质及信号的两种不同分类方法尤其是不可靠信号的原理.接着分析了内核对于信号的处理流程包括信号的触发/注册/执行及注销等.最后介绍了应用层的相关处理,主要包括信号处理函数的安装.信号的发送.屏蔽阻塞等,最后给了几个简单的应用实例. [关键字]软中断信号,signal,sigaction,kill,sigqueue,settimer,sigmask,sigprocma…

Linux select 机制深入分析            作为IO复用的实现方式.select是提高了抽象和batch处理的级别,不是传统方式那样堵塞在真正IO读写的系统调用上.而是堵塞在select系统调用上,等待我们关注的描写叙述符就绪.当然如今更好的方式是epoll,比方Java中的NIO底层就是用的epoll.这篇文章仅仅是为了搞懂select机制的原理.不看源代码就不能说懂这些IO复用手法.也在面试过程中体会到了,不去实践就会发现知道的永远是皮毛.面试问题:select的最大描写叙…

转自:Linux进程同步机制 具体应用可参考:线程同步       IPC之信号量 为了能够有效的控制多个进程之间的沟通过程,保证沟通过程的有序和和谐,OS必须提供一 定的同步机制保证进程之间不会自说自话而是有效的协同工作.比如在共享内存的通信方式中,两个或者多个进程都要对共享的内存进行数据写入,那么怎么才能保证一个进程在写入的过程中不被其它的进程打断,保证数据的完整性呢?又怎么保证读取进程在读取数据的过程中数据不会变动,保证读取出的数据是完整有效的 呢?常用的同步方式有: 互斥锁.条件变量.读…

Linux VFS机制简析(二) 接上一篇Linux VFS机制简析(一),本篇继续介绍有关Address space和address operations.file和file operations.dentry和dentry operations和dentry cache API. Address Space Address Space用于管理page caches里的page页,它关联某个文件的所有pages,并管理文件的内容到进程地址空间的映射.它还提供了内存管理接口(page回收等).根…