引言 看过原博主的一些文章,写得很好,虽然博主不提倡这种拿来主义,但我还是忍不住一时手痒.呵呵本文是针对32位x86 CPU中Linux内核地址映射过程的详细介绍和示例.其中由浅入深,介绍了相关寄存器,逻辑地址,线性地址,物理地址之间的联系和区别,还介绍了分页机制分段机制和地址映射.对于我这等缺乏理论的小菜鸟来说实可谓金科玉律,点石成金. 在Intel体系结构的CPU中,现代操作系统如Linux都采用内存保护模式来管理内存.我们看Linux内核中的内存管理相关内容时,会遇到一个基本问题:普通用户…

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…

一.前言 经过内存初始化代码分析(一)和内存初始化代码分析(二)的过渡,我们终于来到了内存初始化的核心部分:paging_init.当然本文不能全部解析完该函数(那需要的篇幅太长了),我们只关注创建系统内存地址映射这部分代码实现,也就是解析paging_init中的map_mem函数. 同样的,我们选择的是4.4.6的内核代码,体系结构相关的代码来自ARM64. 二.准备阶段 在进入实际的代码分析之前,我们首先回头看看目前内存的状态.偌大的物理地址空间中,系统内存占据了一段或者几段地址空间,这些…

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…

引用:http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-memmod/index.html 理解 Linux 使用的内存模型是从更大程度上掌握 Linux 设计和实现的第一步,因此本文将概述 Linux 内存模型和管理. Linux 使用的是单一整体式结构 (Monolithic),其中定义了一组原语或系统调用以实现操作系统的服务,例如在几个模块中以超级模式运行的进程管理.并发控制和内存管理服务.尽管出于兼容性考虑,Linux 依然将段控制单元模型 (se…

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…

1. 内核空间和用户空间 过去,CPU的地址总线只有32位, 32的地址总线无论是从逻辑上还是从物理上都只能描述4G的地址空间(232=4Gbit),在物理上理论上最多拥有4G内存(除了IO地址空间,实际内存容量小于4G),逻辑空间也只能描述4G的线性地址空间. 为了合理的利用逻辑4G空间,Linux采用了3:1的策略,即内核占用1G的线性地址空间,用户占用3G的线性地址空间.所以用户进程的地址范围从0~3G,内核地址范围从3G~4G,也就是说,内核空间只有1G的逻辑线性地址空间. 把内核空间和…

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…

专题:Linux内存管理专题 关键词:swapper_pd_dir.ARM PGD/PTE.Linux PGD/PTE.pgd_offset_k. Linux下的页表映射分为两种,一是Linux自身的页表映射,另一种是ARM32 MMU硬件的映射. 1. ARM32页表映射 由于ARM32和Linux内核维护的页表项有所不同,所以维护了两套PTE. PGD存放在swapper_pd_dir中,一个PGD目录项其实包含了两份ARM32 PGD. 所以再分配PTE的时候,共分配了1024个PTE,5…

专题:Linux内存管理专题 关键词:内核内存布局图.lowmem线性映射区.kernel image.ZONE_NORMAL.ZONE_HIGHMEM.swapper_pg_dir.fixmap.vector.pkmap. 内核内存布局图对于理解内存管理至关重要,有了布局图对于理解内存管理初始化,以及虚拟内存,各种内存分配都有辅助作用. 所以可以用一张图来总领,然后逐个介绍每一段的来历,作用等等. 内核内存布局图和内存管理框架图是不同视角的内存管理框图,还包括后面介绍的用户空间内存布局图. 1…

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…

Linux内存管理之二:Linux在X86上的虚拟内存管理 本文档来自网络,并稍有改动. 前言 Linux支持很多硬件运行平台,常用的有:Intel X86,Alpha,Sparc等.对于不能够通用的一些功能,Linux必须依据硬件平台的特点来具体实现.本文的目的是简要探讨Linux在X86保护模式上如何实现虚拟内存管理功能.为简化和方便叙述,本文做如下限定:X86处理器为80486和其后的处理器,X86工作在保护模式,不采用物理内存扩展(使用32bits物理地址),不使用扩展页(页大小为4K)…

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…

深入理解Linux内存分配 为了写一个用户层程序,你也许会声明一个全局变量,这个全局变量可能是一个int类型也可能是一个数组,而声明之后你有可能会先初始化它,也有可能放在之后用到它的时候再初始化.除此之外,你有可能会选择在函数内部去声明局部变量,又或者为变量动态申请内存. 不管你在用户程序中采取哪种方式申请内存,这些都对应着不同的内存分配方式以及不同的数据段,如果再加上代码段,就构成了一个完整的进程.由此可见,一个完整的进程在内存空间中对应着不同的数据区,具体来说,对应着五种不同的数据区: 代码…

本文为原创,转载请注明:http://www.cnblogs.com/tolimit/ 本文章中系统我们假设为x86下的32位系统,暂且不分析64位系统的页表结构. linux分页 linux下采用四级分页,一个线性地址会分为5个偏移量用于寻址,具体看图: 虽然有四级,但并不是每一级都会用到,在linux中,对于硬件体系的不同可能会用到二级页表,三级页表,四级页表中的其中一个,如下: 64位系统:使用四级分页或三级分页,跟硬件有关. 未开启PAE(物理地址扩展)的32位系统:只使用二级分页,页上…

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Linux内存管理的分页机制. 2.分页机制 页(Page) 将线性地址空间划分成若干大小相等的片,称为页 页框(Page Frame) 物理地址空间划分成与页大小相等的若干存储块,称为页框 图 线性地址空间与物理地址空间的映射 上图说明线性地址空间是连续的(如程序经过…

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Linux内存管理的内存寻址. 2. 内存寻址的演变 内存寻址是操作系统设计的硬件基础之一 操作系统是横跨软件和硬件的桥梁, 操作系统设计者必须在硬件相关代码和硬件无关代码之间划分清晰的界限,以便操作系统很容易的移植到不同的平台 内存寻址各时期对比 时代 处理器 数据…

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…

分析linux内存管理机制,离不了上述几个概念,在介绍上述几个概念之前,先从<深入理解linux内核>这本书中摘抄几段关于上述名词的解释: 一.<深入理解linux内核>的解释 逻辑地址(Logical Address) 包含在机器语言指令中用来指定一个操作数或一条指令的地址(有点深奥).这种寻址方式在80x86著名的分段结构中表现得尤为具体,它促使windows程序员把程序分成若干段.每个逻辑地址都由一个段和偏移量组成,偏移量指明了从段开始的地方到实际地址之间的距离. 线性地址(…

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…

转自:http://www.360doc.com/content/13/0505/15/12218157_283128759.shtml Linux内存管理图解 2013-05-05  果儿的百科  文章来源   Linux内存管理图解作者:wdy 二.线性地址转物理地址 前面说了Linux中逻辑地址等于线性地址,那么线性地址怎么对应到物理地址呢?这个大家都知道,那就是通过分页机制,具体的说,就是通过页表查找来对应物理地址. 分页是CPU提供的一种机制,Linux只是根据这种机制的规则,利用它实…

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…

服务器体系与共享存储器架构 日期 内核版本 架构 作者 GitHub CSDN 2016-06-14 Linux-4.7 X86 & arm gatieme LinuxDeviceDrivers Linux内存管理 http://blog.csdn.net/vanbreaker/article/details/7579941 #1 前景回顾 前面我们讲到服务器体系(SMP, NUMA, MPP)与共享存储器架构(UMA和NUMA) #1.1 UMA和NUMA两种模型 共享存储型多处理机有两种模型…

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…