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…

内存管理子系统 1.虚拟地址与物理地址的映射 2.物理内存的分配 Linux虚拟地址空间分布 设备最后访问的一定是物理地址,但Linux系统中使用的都是虚拟地址.虚拟地址简单的来说就是程序中使用的地址.所以存在虚拟地址到物理地址之间的映射关系. Linux系统支持的虚拟地址空间由硬件来决定.例如处理器是32位,那么访问到的虚拟地址空间就是4G.0-3G是用户空间,也就是应用程序空间.3-4G是内核空间,内核空间又被划分为4个部分,第一个部分是直接映射区(3-3.896G),第二个部分是vmall…

一.内存管理子系统 1 . 内存管理模块 功能: 虚拟地址到物理地址的映射 32位系统访问的地址一共4G: 0-3G : 应用程序 3G+896M :直接映射 , Vmollat区,永久内存映射,固定映射的线性地址 2.  地址映射管理 (1). 虚拟地址空间分布 (2). 虚拟地址转化成物理地址 32位系统的虚拟地址:   虚拟地址 = 物理地址 + 3G. 3.  物理地址分配管理…

一.Linux内存管理模型 1.虚拟地址与物理地址的映射 2.物理地址的分配二.虚拟地址与物理地址的映射 1.虚拟地址空间分布 32位处理器有32根地址总线,可访问4G的物理空间.其中有0-3G为用户程序空间,剩下3-4G为内核空间.内核空间又分为如下四个部分. A.直接映射区:3G-3G+896M                该部分物理地址和虚拟地址之间的关系是很简单的线性关系.896这个数字很特殊,小于896M的空间称为低端内存空间,大于896M的空间为高端内存空间. B.vmalloc区…

本文转载自:http://blog.csdn.net/coding__madman/article/details/51298718 版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载. 还是那张熟悉的老图:Linux内核子系统简介(由七个部分组成) Linux内存管理模型: 1. 内存管子系统职能: 1>  管理虚拟地址与物理地址的映射 2>  管理物理内存的分配 2. 地址映射管理 1> 虚拟地址空间分布: linux采用的是一种虚拟地址的管理方式,对于一个32位的处理器对于的内存空…

内存管理子系统是linux内核最核心最重要的一部分,内核的其他部分都需要在内存管理子系统的基础上运行.而对其初始化是了解整个内存管理子系统的基础.对相关数据结构的初始化是从全局启动例程start_kernel开始的.本文详细描述了从bootloader跳转到linux内核内存管理子系统初始化期间所做的操作,从而来加深对内存管理子系统知识的理解和掌握. 内核的入口是stext,这是在arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S中指定的.而符号stext是在arch/arm/kerne…

1 内存中不连续的页的分配 根据上文的讲述, 我们知道物理上连续的映射对内核是最好的, 但并不总能成功地使用. 在分配一大块内存时, 可能竭尽全力也无法找到连续的内存块. 在用户空间中这不是问题,因为普通进程设计为使用处理器的分页机制, 当然这会降低速度并占用TLB. 在内核中也可以使用同样的技术. 内核分配了其内核虚拟地址空间的一部分, 用于建立连续映射. 在IA-32系统中, 前16M划分给DMA区域, 后面一直到第896M作为NORMAL直接映射区, 紧随直接映射的前896MB物理内存,在…

1 前景回顾 1.1 内核映射区 尽管vmalloc函数族可用于从高端内存域向内核映射页帧(这些在内核空间中通常是无法直接看到的), 但这并不是这些函数的实际用途. 重要的是强调以下事实 : 内核提供了其他函数用于将ZONE_HIGHMEM页帧显式映射到内核空间, 这些函数与vmalloc机制无关. 因此, 这就造成了混乱. 而在高端内存的页不能永久地映射到内核地址空间. 因此, 通过alloc_pages()函数以__GFP_HIGHMEM标志获得的内存页就不可能有逻辑地址. 在x86_32体…

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.…

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…

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…

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: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…

专题:Linux内存管理专题 关键词:OOM.swap.HMM.LRU. 本系列没有提到的内容由THP(Transparent Huge Page).memory cgroup.slub.CMA.zram.swap.zswap.memory hotplug等. 下面列举从Linux 4.0到Linux 4.10中在内存管理方面的更新内容. 1. 页面回收策略从zone迁移到node 页面回收策略从基于zone迁移到基于node策略的一个主要原因是在同一个node中不同zone存在着不同的页面老化…

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…

转:http://www.wowotech.net/memory_management/cma.html 前言 本文是近期学习CMA模块的一个学习笔记,方便日后遗忘的时候,回来查询以便迅速恢复上下文. 学习的基本方法是这样的:一开始,我自己先提出了若干的问题,然后带着这些问题查看网上的资料,代码,最后整理形成这样以问题为导向的index,顺便也向笨叔叔致敬.笨叔叔写了一本书叫做<奔跑吧Linux内核>,采用了问答的方式描述了4.x Linux内核中的进程管理.内存管理,同步和中断子系统.7月将…

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…

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(Nonuniform-Memory-Acc…

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…

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…

今天了解了下linux内存管理机制,在这里记录下,原文在这里http://ixdba.blog.51cto.com/2895551/541355 根据自己的理解画了张图: 下面是转载的内容: 一 物理内存和虚拟内存          我们知道,直接从物理内存读写数据要比从硬盘读写数据要快的多,因此,我们希望所有数据的读取和写入都在内存完成,而内存是有限的,这样就引出了物理内存与虚拟内存的概念.物理内存就是系统硬件提供的内存大小,是真正的内存,相对于物理内存,在linux下还有一个虚拟内存的概念,…

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…

内核的 shmall 和 shmmax 参数 SHMMAX= 配置了最大的内存segment的大小 ------>这个设置的比SGA_MAX_SIZE大比较好. SHMMIN= 最小的内存segment的大小 SHMMNI= 整个系统的内存segment的总个数 SHMSEG= 每个进程可以使用的内存segment的最大个数 配置信号灯( semphore )的参数: SEMMSL= 每个semphore set里面的semphore数量 -----> 这个设置大于你的process的个数吧,…

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…

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…

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…

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…

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---------…