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Linux - Linux内存管理

移除交换空间 ---- 概念 内存管理Linux系统重要的组成部分。...为了解决内存紧缺的问题,Linux引入了虚拟内存的概念。为了解决快速存取,引入了缓存机制、交换机制等。...当需要用到原始内容时,这些信息会被重新从交换空间读入物理内存Linux内存管理采取的是分页存取机制。...要深入了解Linux内存运行机制,需要知道下面提到的几个方面。 首先,Linux系统会不时地进行页面交换操作,以保持尽可能多的空闲物理内存。...其次,Linux进行页面交换是有条件的,不是所有页面在不用时都交换到虚拟内存中,Linux内核根据“最近最经常使用”算法,仅仅将一些不经常使用的页面文件交换到虚拟内存中。

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Linux内存管理

本篇介绍 本篇介绍下Linux内存管理,用系统角度看内存的寻址和分配机制。 内容介绍 内存管理应该是系统中最难的模块之一了,而且历史也悠久,就先来简单回顾下。...分段和分页 谈到内存管理,最先想到的就是分段和分页机制。...分页 分段机制的确很优秀,不过还可以再优秀一点,那就是分页机制,分段有个不足就是按段来管理,毕竟段相对于内存来说还是太大了,比如代码段,数据段之类的有可能很大,按这么大粒度管理可能还是会存在内存碎片问题...分页把地址空间按照页框来管理,一般是4k,也有其他款式的,总之要和物理内存的页框大小匹配上。这样内存就按照页框的粒度来管理就好了。...mmap流程如下: image.png 缺页异常 linux 是在不得不使用物理内存的时候才会分配物理内存。这句话该怎么理解呢?

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Linux 内存管理

操作系统内存管理包括物理内存管理和虚拟内存管理:       我们这篇主要介绍Linux的虚拟内存管理。...物理内存管理在另外一篇:《操作系统内存管理(思维导图详解)》       1、程序的进程在内存的数据结构  一.Linux 进程在内存数据结构 ---- 1、存储(没有调入内存)阶段:       可以看到一个可执行程序在存储...并且提供段 内分页管理机制 .   为 Linux虚拟内存管理机制提供了支持 。        ...六.分页机制管理 ----          Linux使用分页管理机制来更加有效地利用物理内存.当创建一个进程时.仅仅把当前进程的一小部分真正装入内 存.其余部分需要访问时.处理器产生一个页故障.由缺页中断服务程序根据缺页虚拟地址和出错码调用写拷贝函数...例如:32位Linux的每个用户进程都可以访问4GB的线性地址空间, 而实际的物理内存可能远远少于4GB. 采用分页机制 ,Linux仅把可执行映像的一小部分装入物理内存

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Linux内存描述之高端内存--Linux内存管理(五)

但是,当Linux物理内存超过1G时,线性访问机制就不够用了,因为只能有1G的内存可以被映射,剩余的物理内存无法被内核管理,所以,为了解决这一问题,Linux把内核地址分为线性区和非线性区两部分,线性区规定最大为...4 页框管理 4.1 页框管理 Linux采用4KB页框大小作为标准的内存分配单元。...每个管理区又有自己的描述符,描述了该管理区空闲的页框,保留页数目等。每个页描述符都有到内存节点和到节点管理区的连接(被放在flag的高位字段)。...内核调用一个内存分配函数时,必须指明请求页框所在的管理区,内核通常指明它愿意使用哪个管理区。 4.2 保留的页框池 如果有足够的空闲内存可用、请求就会被立刻满足。...内核通过内核页全局目录来管理所有的物理内存,由于线性地址前3G空间为用户使用,内核页全局目录前768项(刚好3G)除0、1两项外全部为0,后256项(1G)用来管理所有的物理内存

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Linux内存管理:memblock

内存管理是操作系统内核中最复杂的部分之一, start_kernel函数在内核启动第一个init进程前初始化了所有的内核特性(包括那些依赖于不同架构的特性),你也许还记得引导时创立的临时页表,但复杂的内存管理部分还没有开始...,当start_kernel函数被调用时,我们会看到初期内存管理到更复杂的内存管理数据结构和技术的转变,为了更好的理解内核的初始化过程,我们需要对这些技术有更清晰的理解,今天我们会着重讨论这个过程,主要针对初期的内存管理...,也不参与内存的分配,称之为静态内存; GPU/camera/多核共享的内存都需要预留大量连续内存,这部分内存平时不使用,但是必须为各个应用场景预留,这样的内存称之为预留内存内存其余的部分,是需要内核管理内存...memblock是什么 memblock介绍 memblock即linux启动后kernel管理内存空间抽象出来的结构,此时buddy系统和slab分配器等并没有初始化,当需要执行一些内存管理内存分配的任务...,此时就是有初期的管理模块memblock机制。

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Linux 内存管理初探

转自 | Linux 内核之旅 作者 | 郑剑 linux 内存是后台开发人员,需要深入了解的计算机资源。合理的使用内存,有助于提升机器的性能和稳定性。...本文主要介绍 linux 内存组织结构和页面布局,内存碎片产生原因和优化算法,linux 内核几种内存管理的方法,内存使用场景以及内存使用的那些坑。...从内存的原理和结构,到内存的算法优化,再到使用场景,去探寻内存管理的机制和奥秘。 一、走进 linux 内存 1、内存是什么?...二、 linux 内存地址空间 1、linux 内存地址空间 Linux 内存管理全貌 ?...三、 Linux 内存分配算法 内存管理算法——对讨厌自己管理内存的人来说是天赐的礼物 1、内存碎片 1) 基本原理 产生原因:内存分配较小,并且分配的这些小的内存生存周期又较长,反复申请后将产生内存碎片的出现

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linux 内存管理初探

导语 linux 内存是后台开发人员,需要深入了解的计算机资源。合理的使用内存,有助于提升机器的性能和稳定性。...本文主要介绍 linux 内存组织结构和页面布局,内存碎片产生原因和优化算法,linux 内核几种内存管理的方法,内存使用场景以及内存使用的那些坑。...从内存的原理和结构,到内存的算法优化,再到使用场景,去探寻内存管理的机制和奥秘。 一、走进 linux 内存 1、内存是什么?...内存地址空间 1、linux 内存地址空间 Linux 内存管理全貌 [1502333613282_2762_1502333613646.jpg] 2、内存地址——用户态&内核态 用户态:Ring3...[1502334025496_4791_1502334025688.jpg] 三、 Linux 内存分配算法 内存管理算法——对讨厌自己管理内存的人来说是天赐的礼物 1、内存碎片 1)

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Redis源码解析——内存管理

在《Redis源码解析——源码工程结构》一文中,我们介绍了Redis可能会根据环境或用户指定选择不同的内存管理库。在linux系统中,Redis默认使用jemalloc库。...当然用户可以指定使用tcmalloc或者libc的原生内存管理库。本文介绍的内容是在这些库的基础上,Redis封装的功能。...(转载请指明出于breaksoftware的csdn博客) 统一函数名         首先Redis需要判断最终选择的内存管理库是否可以满足它的基础需求。...但是并不是所有内存管理库的每个版本都有这个方法。...        之前我们讲过,Redis的内存分配库需要底层库支持通过堆上指针获取该空间大小的功能,但是一些低版本的内存管理库并不支持。

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Memcached内存管理源码分析

版本 1.4.20 1 模型分析 memcached内存管理的模型与作业本“画格子给我们往格子里面写字”的逻辑很像,一个个作业本就是我们的内存空间,而我们往里写的字就是我们要存下来的数据,所以分析的时候可以想像一下用方格作业本写字的情景..., 这里是内存分配的入口,分配内存的时候都是在这个链表上挤一个出去。...旧版本的memcached也是用这种思路,每个slabclass保存着一个指向下一个空白chunk的指针的变量(end_page_ptr),但memcached内存管理和写作业很不一样的地方在于,memcached...虽然这时内存分配的逻辑没有旧版本那样像作业本的思路那么形象,但代码和逻辑都变得更纯粹了,每次要分配内存,只需要直接从slot链表中拿一个出去即可。...nkey, flags, exptime, nbytes, 0); //调用do_item_alloc return it; } /** item分配 把这个函数弄清楚,基本就把memcached内存管理机制大体弄清楚了

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Linux内存描述之概述--Linux内存管理(一)

2 (N)UMA模型中linux内存的机构 Linux适用于各种不同的体系结构, 而不同体系结构在内存管理方面的差别很大. 因此linux内核需要用一种体系结构无关的方式来表示内存....而内存管理的其他地方则认为他们就是在处理一个(伪)NUMA系统. 2.2 Linux物理内存的组织形式 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存, 即一个CPU-node对应一个内存簇bank,即每个内存簇被认为是一个节点 管理区(Zone) 每个物理内存节点node被划分为多个内存管理区域...,作为系统唯一的node管理所有的内存区域。..., 我们会在后面典型架构(x86)上内存区域划分详细讲解x86_32上的内存区域划分 因此Linux内核对不同区域的内存需要采用不同的管理方式和映射方式, 为了解决这些制约条件,Linux使用了三种区:

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Linux 内核 内存管理】物理内存组织结构 ④ ( 内存区域 zone 简介 | zone 结构体源码分析 | zone 结构体源码 )

文章目录 一、内存区域 zone 简介 二、zone 结构体源码分析 1、watermark 成员 2、lowmem_reserve 成员 3、zone_pgdat 成员 4、pageset 成员 5...内存管理系统 3 级结构 : ① 内存节点 Node , ② 内存区域 Zone , ③ 内存页 Page , Linux 内核中 , 使用 上述 3 级结构 描述 和 管理 " 物理内存 "...; 一、内存区域 zone 简介 ---- " 内存节点 " 是内存管理的 最顶层结构 , " 内存节点 " 再向下划分 , 就是 " 内存区域 " zone , " 内存区域 " 在 Linux 内核中使用...struct zone 结构体类型进行描述 , zone 枚举定义在 Linux 内核源码linux-4.12\include\linux\mmzone.h#350 位置 ; 每个 " 内存区域...: linux-4.12\include\linux\mmzone.h#350

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Android内存管理(四)Linux内存管理机制

linux内存管理卷帙浩繁,本文只能层层递进地带你领略冰山轮廓,通过本文你将了解到以下内容: 为什么需要管理内存 linux段页管理机制 内存碎片的产生机理 为什么需要管理内存 老子的著名观点是无为而治...在linux系统中如果以一种原始简单的方式管理内存是存在一些问题的,我们来看几个场景。...物理内存内存碎片 ---- 前面说的段页管理机制算是虚拟空间的部分,然而linux内存管理的另外一个重要部分就是物理内存管理了,也就是如何分配和回收物理内存,这就涉及到一些内存分配算法和分配器。...Linux内存管理的哲学 Free memory is wasted memory. Linux的哲学是尽可能多的使用内存,减少磁盘IO,因为内存的速度比磁盘快得多。...这是Linux内存管理的优秀特性,无论物理内存有多大,Linux都将其充分利用,将一些程序调用过的硬盘数据缓存到内存,利用内存读写的高速性提高系统的数据访问性能。

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Linux内存描述之内存节点node--Linux内存管理(二)

CPU访问本地内存的速度比访问远程内存的速度要快 Linux适用于各种不同的体系结构, 而不同体系结构在内存管理方面的差别很大....因此linux内核需要用一种体系结构无关的方式来表示内存....因此linux内核把物理内存按照CPU节点划分为不同的node, 每个node作为某个cpu结点的本地内存, 而作为其他CPU节点的远程内存, 而UMA结构下, 则任务系统中只存在一个内存node, 这样对于..., 内核页需要使用内存(另外,还需要保留部分内存用于初始化内存管理子系统) 为解决这个问题,内核使用了自举内存分配器 此结构用于这个阶段的内存管理 */...对内存管理有必要的标志是N_HIGH_MEMORY和N_NORMAL_MEMORY, 如果结点有普通或高端内存则使用N_HIGH_MEMORY, 仅当结点没有高端内存时才设置N_NORMAL_MEMORY

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Linux内存描述之内存页面page--Linux内存管理(四)

1 Linux如何描述物理内存 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存, 即一个...CPU-node对应一个内存簇bank,即每个内存簇被认为是一个节点 管理区(Zone) 每个物理内存节点node被划分为多个内存管理区域, 用于表示不同范围的内存, 内核可以使用不同的映射方式映射物理内存...接着各个节点又被划分为内存管理区域, 一个管理区域通过struct zone_struct描述, 其被定义为zone_t, 用以表示内存的某个范围, 低端范围的16MB被描述为ZONE_DMA, 某些工业标准体系结构中的...简单来说, 页是一个数据块, 可以存放在任何页框(内存中)或者磁盘(被交换至交换分区)中 我们今天就来详细讲解一下linux下物理页帧的描述 2 页帧 内核把物理页作为内存管理的基本单位....那么内核在初始化内存管理区时, 首先建立管理区表zone_table. 参见mm/page_alloc.c?

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Linux内存描述之内存区域zone--Linux内存管理(三)

但是Linux内核又把各个物理内存节点分成个不同的管理区域zone, 这是为什么呢? 因为实际的计算机体系结构有硬件的诸多限制, 这限制了页框可以使用的方式...., 我们会在后面典型架构(x86)上内存区域划分详细讲解x86_32上的内存区域划分 因此Linux内核对不同区域的内存需要采用不同的管理方式和映射方式, 因此内核将物理地址或者成用zone_t表示的不同地址区域...一个管理区(zone)由struct zone结构体来描述(linux-3.8~目前linux4.5),而在linux-2.4.37之前的内核中是用struct zone_struct数据结构来描述...互斥访问的锁(LOCKS)等. 4.1 struct zone管理域数据结构 struct zone在linux/mmzone.h中定义, 在linux-4.7的内核中可以使用include/linux...linux把系统的内存结点划分区, 一个区包含了若干个内存页面, 形成不同的内存池,这样就可以根据用途进行分配了 需要说明的是,区的划分没有任何物理意义, 只不过是内核为了管理页而采取的一种逻辑上的分组

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Linux虚拟内存管理

摘要--本文旨在深入探讨Linux操作系统的虚拟内存管理机制。我们将从基本概念开始,逐步深入到内核级别的实现细节。为了达到这个目标,本文将结合理论讨论和实际的代码分析。...我们希望通过这种方式,使读者对Linux虚拟内存管理有更深入的理解。一、虚拟内存的基本概念在现代操作系统中,虚拟内存是一个非常重要的概念。...二、Linux虚拟内存管理的实现在Linux内核中,虚拟内存管理主要涉及以下几个部分:页表管理、页面分配与回收、页面置换算法以及内存映射。1....内存映射在Linux中,进程可以通过系统调用(如mmap)来创建新的内存映射。这些映射可以是文件的映射,也可以是匿名映射(即没有对应文件的映射)。映射的创建和管理涉及到虚拟地址空间的分配和页表的更新。...三、代码分析为了更深入地理解Linux虚拟内存管理的实现,让我们来看一个简单的例子:一个创建新的内存映射的系统调用。这个例子的代码可以在mm/mmap.c文件中找到。

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