【Linux 内核 内存管理】内存管理架构 ③ ( Linux 内核中的内存管理模块 | 页分配器 | 不连续页分配器 | 内存控制组 | 硬件设备内存管理 | MMU | 页表缓存 | 高速缓存 )

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• 一、Linux 内核中的内存管理模块
• 二、硬件设备内存管理

一、Linux 内核中的内存管理模块

Linux 内核还需要处理如下内容 :

① 页错误异常处理

② 页表管理

③ 引导内存分配器 : 页分配器 , 块分配器 , 不连续页分配器 , 连续内存分配器 , 每处理器内存分配器 ;

• " 页分配器 " 负责分配 内存物理页 , 使用的是 " 伙伴分配器 " ;
• " 不连续页分配器 " 提供了 vmalloc 函数 用于分配内存 , vfree 函数 用于 释放内存 ; 申请的 " 不连续物理页 “ 可以 映射到 ” 连续的虚拟页 " ;

④ 内存碎片整理

⑤ 内存耗尽处理

⑥ 内存控制组 : 控制管理 被 进程 占用的 内存 ;

• 碎片整理 : 如果 " 内存碎片化 " 严重 , 没有连续物理页 , 需要通过 整理内存碎片 并迁移数据 得到 连续的 物理页 ;
• 内存回收 : 内存不足时 , 回收内存 ;

⑦ 页回收处理

二、硬件设备内存管理

硬件设备内存管理 :

① CPU 处理器 中的 " 内存管理单元 " ( MMU ) 和 高速缓存 ;

② 物理内存

在 " 内存管理单元 " ( MMU ) 中 , 还有一个 " 页表缓存 " ;

页表缓存 中缓存了 最近使用的 " 页表映射 “ , 该映射的作用是 将 ” 物理地址 " 映射为 " 虚拟地址 " ;

CPU 处理器 与 内存 访问速度不匹配 , 增加了 " 高速缓存 " 机制 ;

• 一级缓存 : 数据缓存 , 指令缓存 ;
• 二级缓存 : 协调 内存 与 一级缓存 ;