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…

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: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…

slab分配器是什么? 参考:http://blog.csdn.net/vanbreaker/article/details/7664296 slab分配器是Linux内存管理中非常重要和复杂的一部分,其工作是针对一些经常分配并释放的对象,如进程描述符等,这些对象的大小一般比较小,如果直接采用伙伴系统来进行分配和释放,不仅会造成大量的内碎片,而且处理速度也太慢.而slab分配器是基于对象进行管理的,相同类型的对象归为一类(如进程描述符就是一类),每当要申请这样一个对象,slab分配器就从一个sl…

本文目的在于分析Linux内存管理机制的slab分配器.内核版本为2.6.31.1. SLAB分配器 内核需要经常分配内存,我们在内核中最常用的分配内存的方式就是kmalloc了.前面讲过的伙伴系统只支持按页分配内存,但这个单位太大了,有时候我们并不需要这么大的内存,比如我想申请128字节的空间,如果直接使用伙伴系统则需分配4KB的一整页,这显然是浪费. slab分配器将页拆分为更小的单位来管理,来满足小于一页的内存需求.它将连续的几个页划分出更小的部分拿来分配相同类型的内存对象,对象的位置尽量…

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…

1 前景回顾 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…

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…

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---------…

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…

本文目的在于分析Linux内存管理机制中的伙伴系统.内核版本为2.6.31.1. 伙伴系统的概念 在系统运行过程中,经常需要分配一组连续的页,而频繁的申请和释放内存页会导致内存中散布着许多不连续的页,这样,当某一时刻要申请一块较大的连续内存时,虽然系统内存余量足够,即很多页是空闲的,但找不到一大块连续的内存供使用. Linux内核中使用伙伴系统(buddy system)算法来管理内存页.它把所有的空闲页放到11个链表中,每个链表分别管理大小为1,2,4,8,16,32,64,128,256,5…

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.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…

伙伴算法: 1.将空闲页面分为m个组,第1组存储2^0个单位的内存块,,第2组存储2^1个单位的内存块,第3组存储2^2个单位的内存块,第4组存储2^3个单位的内存块,以此类推.直到m组. 2.每个组是一个链表,用于连接同等大小的内存块. 3.伙伴块的大小是相等的,并且第1块和第2块是伙伴,第三块和第四块是伙伴.以此类推. 伙伴算法分配内存: 若申请的内存大小为n则将n向上取整为2的幂,设次数为s,则需要分配s大小的内存块,定位到相应数组, 1.如果该数组有剩余内存块,则分配出去. 2.若没有剩…

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…

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 #1 前景回顾 #1.1 UMA和NUMA两种模型 共享存储型多处理机有两种模型 均匀存储器存取(Uniform-Memory-Access,简称UMA)模型 非均匀存储器存取(Nonuniform-Memory-Access,简称NUMA)模型 #1.2 (N)UMA模型中linu…

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 #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 均匀存储器存取(Uniform-Memory-Access,简称UMA)模型 非均匀存储器存取(Nonunif…

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.…

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…

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.…

专题:Linux内存管理专题 关键词:分配掩码.伙伴系统.水位(watermark).空闲伙伴块合并. 我们知道Linux内存管理是以页为单位进行的,对内存的管理是通过伙伴系统进行. 从Linux内存管理框架图可知,页面分配器是其他林林总总内存操作的基础. 这也是为什么在介绍了<Linux内存管理 (1)物理内存初始化>.<Linux内存管理 (2)页表的映射过程>.<Linux内存管理 (3)内核内存的布局图>之后,紧接着就要弄明白页面分配器的原因. 1. 重要数据结…

专题:Linux内存管理专题 关键词:LRU.活跃/不活跃-文件缓存/匿名页面.Refault Distance. 页面回收.或者回收页面也即page reclaim,依赖于LRU链表对页面进行分类:不活跃匿名页面.活跃匿名页面.不活跃文件缓存页面.活跃文件缓存页面和不可回收页面. 内存紧张时优先换出文件缓存页面,然后才是匿名页面.因为文件缓存页面有后备存储器,而匿名页面必须要写入交换分区. 所以回收页面的三种机制(1)对未修改的文件缓存页面可以直接丢弃,(2)对被修改的文件缓存页面需要会写到存…

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架构为例来介绍物理地址空间的管理. 请页机制可以为进程请求物理内存,如下将讲述物理内存在内核中如何管理和分配的 2.内核虚拟空间的划分 图 内核空间的划分图示 在IA-32体系结构上,内核空间的地址范围是PAGE_OFFSET~4G 内核空间的第一部分试图将物理内存的全部空间线性映射…

转自:http://blog.chinaunix.net/uid-25909619-id-4491362.html 1,linux内存管理中几个重要的结构体和数组 page unsigned long flags 一组标志,也对页框所在的管理区进行编号 atomic_t _count 该页被引用的次数 atomic_t _mapcount 页框中页表项数目,如果没有则为-1 struct list_head lru 管理page忙碌/空闲链表(inactive_list/active_list)…

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…