本文转载自:http://www.cnblogs.com/tolimit/ 感觉原博分析的不错,借花献佛. ------------------------------------------------------------------------------- 释放页框很简单,其实只有几步 检查此页是否被其他进程使用(检查页描述符的_count是否为0). 如果是释放单个页框,则优先把它放回到该CPU的单页框高速缓存链表中,如果该CPU的单页框高速缓存的页框过多,则把该CPU的页框高速缓存…

页高速缓存:1.磁盘高速缓存的一种 2.一种对完整的数据页进行操作的磁盘高速缓存.3.将一页数据写到块设备的时候,内核首先检查对应的页是否已经在高速缓存中,不在就添加并填充数据.4.I\O数据的传送并不是马上开始,而是要延迟几秒,从而让进程有机会对要写入的数据进行修改. 高速缓存中可能的内容:1.含有普通文件数据的页2.含有目录的页3.含有直接从块设备文件读出的页.(跳过了文件系统层)4.含有用户态进程数据的页5.属于特殊文件系统文件的页.例如共享内存的进程间通信(IPC)所使用的特殊文件系统s…

作者:larmbr宇链接:https://www.zhihu.com/question/35484429/answer/62964898来源:知乎著作权归作者所有.商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处. 2.6 时代跨度非常大,从2.6.0 (2003年12月发布[36]) 到 2.6.39(2011年5月发布), 跨越了 40 个大版本. 3.0(原计划的 2.6.40, 2011年7月发布) 到 3.19(2015年2月发布). 4.0(2015年4月发布)到4.2(2015年8…

这周除了阅读学习教材「Linux内核设计与实现 (Linux Kernel Development)」第教材第15,16章外.我们还需要接着完成学习MOOC「Linux内核分析」第八讲「Linux系统架构和执行过程概览」,并完成实验楼上配套实验八的任务. 首先阅读课本上的章节,在第十五章进程地址空间章节介绍了如何管理物理内存. 1.其实内核除了管理本身的内存外,还必须管理用户空间中的内存.这个内存我们叫做进程地址空间.进程只能访问有效内存区域内的内存地址. 内核区域可以包含各种内存对象,比如:…

linux内核采用页式存储管理,虚拟地址空间划分成固定大小的页面,由MMU(memory manager unit)在运行时将virtual address mapping to (或者说是变化成)某个物理内存页面中的地址;同段式存储管理相比,页式存储管理有不少的优势 page size 固定 const,便于管理; 当要将一部分物理空间的内容换到磁盘上的时候,在段式内存存储管理中要将整个段都换出(通常的每个段都是很大的);而在page storage manager中则是按页进行; 页式存储管…

一.Linux内核之进程地址空间学习总结 Linux内核除了要管理物理内存还需要管理虚拟内存.用户进程的地址空间就是虚拟内存的一部分.每个用户进程都独有一个地址空间.由于是虚拟化的内存,所以从每个进程的角度来看似乎它可以访问所有的物理内存,实际上是不可以的. 进程的地址空间由进程可寻址的虚拟内存和进程被允许使用的虚拟内存里的地址组成.每个进程被分配一大块32位或64位的地址空间(有些系统的地址空间是由几个分离的小块组成的,不怎么常用),具体大小由系统的结果决定.正常来说那块地址空间是进程独用的.…

linux 内核采用页式存储管理.虚拟地址空间划分成固定大小的"页面",由MMU在运行时将虚拟地址映射成某个物理内存页面中的地址.页式内存管理比段式内存管理有很多好处,但是由于Intel是先使用段式管理的,然后才发明了页式管理,为了兼容,i386 CPU 一律对程序中使用的地址先进行段式映射,然后才能进行页式映射,既然CPU的硬件结构是这样,linux内核也只好服从intel的选择.通过一个例子看看linux内核是怎样在i386 CPU 上进行地址映射的. 假设我们写了这么一个程序:…

概述 可换出页 只有少量几种页可以换出到交换区,对其他页来说,换出到块设备上与之对应的后备存储器即可,如下所述. 类别为 MAP_ANONYMOUS 的页,没有关联到文件,例如,这可能是进程的栈或是使用 mmap 匿名映射的内存区. 进程的私有映射用于映射修改后不向底层块设备回写的文件,通常换出到交换区. 所有属于进程堆以及使用 malloc 分配的页 用于实现某种进程间通信机制的页.例如,用于在进程之间交换数据的共享内存页. 页颠簸 这个问题涉及交换区和物理内存之间密集的数据传输问题归结为页的…

先说说cpu的cache,和cpu的cache比起来访问主内存是非常慢的,为了加快速度根据本地性原则,cpu在访问主内存的时候会把附近的一块数据都加载到cpu的cache里,之后读写这块数据都是在cache里做的. linux本来有伙伴系统分配内存页,为了加快单个内存页的分配linux在每个node里为每个cpu分配了一个per_cpu_pageset(暂且叫他页缓存吧).每个页缓存包含一个冷页缓存和一个热页缓存.这两个用法有什么区别呢. 如果申请完一个内存页就立刻用来写数据,用热页缓存. 如果…

好久没有更新了... 主要内容: 缓存简介 页高速缓存 页回写 1. 缓存简介 在编程中,缓存是很常见也很有效的一种提高程序性能的机制. linux内核也不例外,为了提高I/O性能,也引入了缓存机制,即将一部分磁盘上的数据缓存到内存中. 1.1 原理 之所以通过缓存能提高I/O性能是基于以下2个重要的原理: CPU访问内存的速度远远大于访问磁盘的速度(访问速度差距不是一般的大,差好几个数量级) 数据一旦被访问,就有可能在短期内再次被访问(临时局部原理) 1.2 策略 缓存的创建和读取没什么好说的…

http://mogu.io/156-156 摘要 本文一是为了讨论在Linux系统出现问题时我们能够借助哪些工具去协助分析,二是讨论出现问题时大致的可能点以及思路,三是希望能给应用层开发团队介绍一些Linux内核机制从而选择更合适的使用策略. 前言 搜索团队的服务器前段时间频繁出现CPU load很高(比如load average达到80多)的情况,正所谓术业有专攻,搜索的兄弟们对Linux底层技术理解的不是很深入,所以这个问题困扰了他们一段时间. 相信我们在遇到问题时都有类似的经历,如果这个…

页高速缓存是Linux内核实现磁盘缓存.磁盘告诉缓存重要源自:第一,访问磁盘的速度要远远低于访问内存. 第二,数据一旦被访问,就很有可能在短期内再次被访问到.这种短时期内集中访问同一片数据的原理称作临时局部原理. 一.缓存手段 1.1 写缓存 通常来讲缓存一般实现成三种策略: ①不缓存 ②写操作将自动更新内存缓存 ③Linux采用的回写.程序写进缓存 1.2 缓存回收 1.最近少用原则:简称LRU,LRU回收需要跟踪每个页面的访问踪迹,以便能回收最老时间戳的页面. 2.双链策略:Linux实现的…

目录 . 进程相关数据结构 ) struct task_struct ) struct cred ) struct pid_link ) struct pid ) struct signal_struct ) struct rlimit . 内核中的队列/链表对象 ) singly-linked lists ) singly-linked tail queues ) doubly-linked lists ) doubly-linked tail queues . 内核模块相关数据结构 ) st…

linux虚拟内存管理功能 ? 大地址空间:? 进程保护:? 内存映射:? 公平的物理内存分配:? 共享虚拟内存.实现结构剖析   (1)内存映射模块(mmap):负责把磁盘文件的逻辑地址映射到虚拟地址,以及把虚拟地址映射到物理地址 (2)交换模块(swap)负责控制内存内容的换入与换出,淘汰最近没访问的页,保留最近访问的页. (3)core(核心内存管理模块):负责内存管理功能. (4)结构特定模块:实现虚拟内存的物理基础   内核空间和用户空间 Linux简化了分段机制,使得虚拟地址跟线性地…

嵌入式系统Linux内核开发工程师必须掌握的三十道题 如果你能正确回答以下问题并理解相关知识点原理,那么你就可以算得上是基本合格的Linux内核开发工程师,试试看! 1) Linux中主要有哪几种内核锁? Linux的内核锁主要是自旋锁和信号量. 自旋锁最多只能被一个可执行线程持有,如果一个执行线程试图请求一个已被争用(已经被持有)的自旋锁,那么这个线程就会一直进行忙循环——旋转——等待锁重新可用.要是锁未被争用,请求它的执行线程便能立刻得到它并且继续进行.自旋锁可以在任何时刻防止多于一个的执行…

昨天分析的进程的代码让自己还在头昏目眩,脑子中这几天都是关于Linux内核的,对于自己出现的一些问题我会继续改正,希望和大家好好分享,共同进步.今天将会讲诉Linux如何追踪和管理用户空间进程的可用内存和内核的可用内存,还会讲到内核对内存分类的方式以及如何决定分配和释放内存,内存管理是应用程序通过软硬件协助来访问内存的一种方式,这里我们主要是介绍操作系统正常运行对内存的管理.插个话题,刚才和姐姐聊天,她快结婚了,说起了自己的初恋,可能是一句很搞笑的话,防火防盗防初恋,,嘎嘎,这个好像是的吧,尽管…

1.struct page /* Each physical page in the system has a struct page associated with * it to keep track of whatever it is we are using the page for at the * moment. Note that we have no way to track which tasks are using * a page, though if it is a pa…

如题目所示,为什么要称作“内核内存管理”,因为内核所需要的内存和用户态所需要的内存,这两者在管理上是不一样的. 这篇文章描述内核的内存管理,用户态的内存管理在以后的文章中讲述. 首先简单的说明一下下面的描述所需要的基础知识: 1,以下描述适用于32位系统 2,32位系统的线性地址(或称为逻辑地址,下面统称为线性地址)0-4G,其中的3G-4G的地址空间由内核使用.宏PAGE_OFFSET 为0xC0000000(3G),也是内核空间和用户空间的分界.但是linux内核并没有把整个1G空间用于线性…

一.进程与内存     所有进程(执行的程序)都必须占用一定数量的内存,它或是用来存放从磁盘载入的程序代码,或是存放取自用户输入的数据等等.不过进程对这些内存的管理方式因内存用途不一而不尽相同,有些内存是事先静态分配和统一回收的,而有些却是按需要动态分配和回收的.对任何一个普通进程来讲,它都会涉及到5种不同的数据段: 代码段:代码段是用来存放可执行文件的操作指令,也就是说是它是可执行程序在内存中的镜像.代码段需要防止在运行时被非法修改,所以只准许读取操作,而不允许写入(修改)操作——它是不可写的…

常用内存分配函数 __get_free_pages unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order) __get_free_pages函数是最原始的内存分配方式,直接从伙伴系统中获取原始页框,返 回值为第一个页框的起始地址.__get_free_pages在实现上只是封装了alloc_pages函 数, Linux培训 从代码分析,alloc_pages函数会分配长度为1< kmem_cache_alloc st…

ioremap void * ioremap (unsigned long offset, unsigned long size) ioremap是一种更直接的内存“分配”方式,使用时直接指定物理起始地址和需要分配内存的大小,然后将该段 物理地址映射到内核地址空间.ioremap用到的物理地址空间都是事先确定的,和上面的几种内存 分配方式并不太一样,并不是分配一段新的物理内存. ioremap多用于设备驱动,可以让CPU直接访问外部设备的IO空间.ioremap能映射的内存由原有的物理内存空间决…

linux内核中采 用了一种同时适用于32位和64位系统的内存分页模型,对于32位系统来说,两级页表足够用了,而在x86_64系 统中,用到了四级页表. * 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 ,而页中间目录又包含若干页表的地址,每一个页表项指…

原文:十天学Linux内核之第三天---内存管理方式 昨天分析的进程的代码让自己还在头昏目眩,脑子中这几天都是关于Linux内核的,对于自己出现的一些问题我会继续改正,希望和大家好好分享,共同进步.今天将会讲诉Linux如何追踪和管理用户空间进程的可用内存和内核的可用内存,还会讲到内核对内存分类的方式以及如何决定分配和释放内存,内存管理是应用程序通过软硬件协助来访问内存的一种方式,这里我们主要是介绍操作系统正常运行对内存的管理.插个话题,刚才和姐姐聊天,她快结婚了,说起了自己的初恋,可能是一句很…

Linux 操作系统和驱动程序运行在内核空间,应用程序运行在用户空间,两者不能简单地使用指针传递数据,因为Linux使用的虚拟内存机制,用户空间的数据可能被换出,当内核空间使用用户空间指针时,对应的数据可能不在内存中.    Linux内核地址空间划分 通常32位Linux内核地址空间划分0~3G为用户空间,3~4G为内核空间.注意这里是32位内核地址空间划分,64位内核地址空间划分是不同的. 1.x86的物理地址空间布局:   物理地址空间的顶部以下一段空间,被PCI设备的I/O内存映射占据,…

买了<深入Linux内核架构>这本书准备了解一下linux内核机制.但是最开始看了十几页感觉看着很累,本来都准备弃了 过了段时间看见一个面经有linux内核的内容,于是就照着那个先把内存管理学习了下.静下心来看发现这本书还是不错,我跳过了很多细节部分,先对内核管理有个大致了解. 水印+冷热页+伙伴系统+slab缓存 通常用户和内核以3:1的比例划分虚拟地址 内存组织: 首先,内存划分为节点,每个节点关联到一个处理器,即pg_data_t 在把各个节点划分为内存域(zone),对内存进行进一步的…

内存管理子系统可能是linux内核中最为复杂的一个子系统,其支持的功能需求众多,如页面映射.页面分配.页面回收.页面交换.冷热页面.紧急页面.页面碎片管理.页面缓存.页面统计等,而且对性能也有很高的要求.本文从内存管理硬件架构.地址空间划分和内存管理软件架构三个方面入手,尝试对内存管理的软硬件架构做一些宏观上的分析总结. 内存管理硬件架构 因为内存管理是内核最为核心的一个功能,针对内存管理性能优化,除了软件优化,硬件架构也做了很多的优化设计.下图是一个目前主流处理器上的存储器层次结构设计方案.…

概述 内存管理的实现涵盖了许多领域: 内存中的物理内存页管理 分配大块内存的伙伴系统 分配较小内存块的slab.slub和slob分配器 分配非连续内存块的vmalloc机制 进程的地址空间 在IA-32系统上,可以直接管理的物理内存数量不超过896M.超过该值的内存只能通过高端内存寻址. 在64位系统上,由于可用的地址空间非常巨大,因此不需要高端内存模式. (N)UMA模型中的内存组织 有两种类型的计算机,分别以不同的方法管理物理内存: UMA计算机(uniform memory access…

Linux内核之内存管理 Linux利用的是分段+分页单元把逻辑地址转换为物理地址; RAM的某些部分永久地分配给内核, 并用来存放内核代码以及静态内核数据结构; RAM的其余部分称动态内存(dynamic memory); 整个系统的性能取决于如何有效的管理动态内存; 尽力优化对动态内存的使用, 尽量做到需要时使用, 不需要时释放; 内核如何给自己分配动态内存: 页框管理和内存区管理对连续内存去处理的两种不同的技术; 非连续区的管理是处理不连续内存去的一种技术; 内存管理必须知道的几个主题技术…

转自:http://blog.csdn.net/wzhwho/article/details/4996510 1.      原理说明 Linux内核中采用了一种同时适用于32位和64位系统的内存分页模型,对于32位系统来说,两级页表足够用了,而在x86_64系统中,用到了四级页表,如图2-1所示.四级页表分别为: l         页全局目录(Page Global Directory) l         页上级目录(Page Upper Directory) l         页中间目…

在分析虚拟内存管理前要先看下linux内核内存的具体分配我開始就是困在这个地方.对内核内存的分类不是非常清晰.我摘录当中的一段: 内核内存地址 =========================================================================================================== 在linux的内存管理中,用户使用0-3GB的地址空间.而内核仅仅是用了3GB-4GB区间的地址空间.共1GB.非连 续空间的物理映射就位于…