讲解复杂繁琐的机制原理,最通俗的方法就是用模型架构的方式向读者呈现,先要在整体上了解大方向大架构,再根据大方向大架构来进行分支深入,犹如毛主席那句话“战略上蔑视敌人,战术上重视敌人”.下面我也以这种方式把各个大模型方式向大家画出,并作出简略解述. 一.  地址划分. 1. CPU地址. CPU地址是指CPU的地址总线能寻址的范围,32bit-CPU寻址范围为4G, 这个地址是虚拟的,实际上外部物理内存是不会使用这么大的内存. CPU虚拟地址的4G空间,通常划分为两部分,一部分为内核虚拟地址,通常…

Linux内核的映射机制设计成三层,在页面目录和页面表中间增设了一层“中间目录”.在代码中,页面目录称为PGD,中间目录称为PMD,而页面表称为PT.PT中的表项称为PTE,PTE是“Page Table Entry”的缩写.PGD.PMD和PT均为数组.在逻辑上也把线性地址从高位到低位划分成4个位段. 4G字节虚存空间Linux内核将这4G字节的空间分成两部分:将最高的1G字节(从虚地址0xC0000000至0xFFFFFFFF)用于内核本身,称为“系统空间”.将较低的3G字节(从虚地址0x0…

什么是内存管理 ? 首先内存管理管理的主要对象是虚拟内存,但是虚拟内存对应的映射主要为物理内存,其次也可能通过交换空间把虚拟内存与硬盘映射起来,既然如此,那我们先了解物理内存的管理. 对于物理内存而言,首先我们需要知道的是,linux x86体系结构中内核主要处于 0 - 1G(物理地址)中.而物理内存是有限的.但我们又要为每个程序提供相互独立且连续的内存空间.正因如此我们引出了虚拟内存. 什么是虚拟内存? 虚拟内存 是 段寄存器:段变址寄存器 结合的结果.但是仅仅依赖这两个寄存器并不能得到什么…

386 CPU中的页式存管的基本思路是:通过页面目录和页面表分两个层次实现从线性地址到物理地址的映射.这种映射模式在大多数情况下可以节省页面表所占用的空间.因为大多数进程不会用到整个虚存空间,在虚存空间中通常都留有很大的"空洞".采用两层的方式,只要一个目录项所对应的的那部分空间是个空洞,就可以把该目录项设置为空,从而剩下了与之对应的页面表.当地址的宽度是32时,两层映射机制比较有效也比较合理,但是,当地址的宽度大于32位时就不够有效了. 因此,linux 内核的映射机制设计成3层,在…

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.…

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…

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…

Linux内存管理原理 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Linux内核虚拟3.伙伴算法和slab分配器 16个页面RAM因为最大连续内存大小为16个页面 页面最多16个页面,所以16/2order(0)bimap有8个bit位两个页框page1 与page2组成与两个页框page3 与page4组成,这两个块之间有一个bit位 order(1)bimap有4个bit位order(2)bimap有4个bit位的2个页面分配过程 当我们需要order(1)的空闲页面块时,orde…

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…