Linux物理内存三级架构 对于内存管理，Linux采用了与具体体系架构不相关的设计模型，实现了良好的可伸缩性。它主要由内存节点node、内存区域zone和物理页框page三级架构组成。...• 内存节点node 内存节点node是计算机系统中对物理内存的一种描述方法，一个总线主设备访问位于同一个节点中的任意内存单元所花的代价相同，而访问任意两个不同节点中的内存单元所花的代价不同...Linux内核中使用数据结构pg_data_t来表示内存节点node。如常用的ARM架构为UMA架构。...又如，由于Linux内核采用 • 物理页框page 2....Linux虚拟内存三级页表 Linux虚拟内存三级管理由以下三级组成： • PGD: Page Global Directory (页目录) • PMD: Page Middle
移除交换空间 ---- 概念 内存管理是Linux系统重要的组成部分。...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的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。...Linux虽然可以在一段时间内自行恢复，但是恢复后的系统已经基本不可用了。
本篇介绍 本篇介绍下Linux的内存管理，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。...atomic_long_t nr_slabs; atomic_long_t total_objects; struct list_head full; #endif #endif }; 基本也可以和共享缓存池的管理机制对的上...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？
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．
查看Linux内存使用情况 free -m Linux内存清理：绝大多数情况下都不需要此操作，因为cache的内存在需要的时候是可以自动释放的～ 最好先sync几次，再清理内存，有下面三个级别，数值越大清理越彻底...1 > /proc/sys/vm/drop_caches echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches 更多内存清理的介绍参见转载的文章...：http://www.cnblogs.com/jyzhao/articles/3999185.html Linux共享内存 ipcs -a 查看内存条数 dmidecode | grep -A16 "
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...从上面的描述，我们可以知道高端内存的最基本思想, 借一段地址空间，建立临时地址映射，用完后释放，达到这段地址空间可以循环使用，访问所有物理内存。...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。
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...它们是通过页表映射的 当它们移动到新的位置，页表项也会相应的更新 6、slab 算法——基本原理 1) 基本概念 Linux 所使用的 slab 分配器的基础是 Jeff Bonwick 为 SunOS
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，是需要内核管理的内存...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。
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) ...它们是通过页表映射的 当它们移动到新的位置，页表项也会相应的更新 6、slab 算法——基本原理 1) 基本概念 Linux 所使用的 slab 分配器的基础是 Jeff Bonwick 为
机械磁盘剖析图 为了使磁盘内部清洁，磁盘是在真空特殊环境中制作的，不能随意拆卸，拆开后基本报废了 机械磁盘工作是依靠马达带动盘片转动，通过磁头来读取磁盘上的数据。...文件系统可以根据应用场景去选择使用哪一款，如果不会选择，推荐ext4或者XFS page cache 其实就是内存上空闲的部分 用来缓存数据，比如buffer cache 作用：对IO读写做优化 测试缓存对读写的影响...tmp/big of=/dev/null 记录了2048000+0 的读入 记录了2048000+0 的写出 1048576000字节(1.0 GB)已复制，1.92811 秒，544 MB/秒 四、linux...常见的文件系统:NTFS EXT EXT2 EXT3 EXT4 XFS vfat 4.4、挂载 linux中设备不能直接使用，需要挂载到文件夹才可以。
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..., 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 页面(Page) 内存被细分为多个页面帧, 页面是最基本的页面分配的单位 为了支持NUMA模型，也即CPU对不同内存单元的访问时间可能不同..., 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:
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。...对于我们居民来说唯一的实体就是自己的房子住所，这是物理上的单位，是真实存在的，这也是最基本的单位。...物理内存和内存碎片 ---- 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的管理了，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。...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。
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
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...页面(Page) 内存被细分为多个页面帧, 页面是最基本的页面分配的单位 首先内存被划分为结点....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?
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...Linux使用enum zone_type来标记内核所支持的所有内存区域 3.1 内存区域类型zone_type zone_type结构定义在include/linux/mmzone.h, 其基本信息如下所示...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...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
操作系统的两个角色分别是魔术师和管理者，在管理者这个角色中，除了CPU之外，内存是操作系统要管理的另外一个重要资源。内存管理需要达到两个目标：一是地址保护，即一个程序不能访问另一个程序的地址空间。...这两个目标就是衡量一个内存管理系统是否完善的标准，它是所有内存管理系统必须提供的基本抽象。 一、内存管理二三事 1.1 内存管理的目标 （1）地址保护：一个程序不能访问另一个程序地址空间。 ...这两个目标是衡量一个内存管理系统是否完善的标准，它是所有内存管理系统必须提供的基本抽象。 ...二、基本内存管理 2.1 单道编程的内存管理 在单道编程环境下，整个内存里面只有两个程序：一个是用户程序，另一个是操作系统。 ...2.3 闲置空间管理 在管理内存的时候，OS需要知道内存空间有多少空闲？这就必须跟踪内存的使用，跟踪的办法有两种： （1）给每个分配单元赋予一个字位，用来记录该分配单元是否闲置。
arg_start，结束arg_end，环境段的开始env_start，结束env_end unsigned long saved_auxv[AT_VECTOR_SIZE]； struct linux_binfmt...unsigned int last_interval; unsigned long flags; struct core_state *core_state; } 分配的每个虚拟内存区域都由一个...vm_area_struct 数据结构来管理，包括虚拟内存的起始和结束地址，以及内存的访问权限等，通常命名为vma；vm_area_struct 数据结构的定义如下： ?...区域的链接列表，按地址排序*/ struct vm_area_struct *vm_next, *vm_prev; struct rb_node vm_rb; /* 此VMA左侧最大的可用内存间隙...PAGE_CACHE_SIZE*/ struct file * vm_file; /* 我们映射到文件（可以为NULL）*/ void * vm_private_data; /* 是vm_pte（共享内存
简单记录一下内存管理器的基本原理。这里就不深入代码内部了。 内存管理器的初始化 进程启动后，在 jemalloc 载入的时候会调用 jemalloc_constructor 执行一些初始化操作。...arena : 将内存切分成多个类别的固定大小，采用内存池的方式对内存区域进行管理，降低内存碎片。 system memory : 其实就是内核管理的内存区域。...分配基本逻辑 jemalloc 内存分配的基本逻辑在函数 arena_malloc 中，在这里根据是否支持tcache和请求的size大小，进行一次分发。基本逻辑如下： tcache !...64位进程内存布局 上图是一个 Linux 64位进程的地址空间布局的简图，jemalloc 能管理的就是 Heap 和 Memory map 两块的内存。 Text，存储程序的二进制代码。...参考文档 jemalloc Linux manpage jemalloc源码解析-内存管理
走进vmalloc 根据前面的系列文章，我们知道了buddy system是基于页框分配器，kmalloc是基于slab分配器，而且这些分配的地址都是物理内存连续的。...但是随着碎片化的积累，连续物理内存的分配就会变得困难，对于那些非DMA访问，不一定非要连续物理内存的话完全可以像malloc那样，将不连续的物理内存页框映射到连续的虚拟地址空间中，这就是vmap的来源）...purge_list; /* "lazy purge" list */ //如果当前VA处于使用状态(即在vmap_area_root为根的红黑树中和vmap_area_list链表中)，vm有效，指向用于管理虚拟地址和物理页之间的映射关系的描述符...struct vm_struct *vm; struct rcu_head rcu_head; }; vm_struct 管理虚拟地址和物理页之间的映射关系 struct vm_struct {...vmalloc区域的虚拟地址的大小 unsigned long flags; //vamlloc分配获取的各个物理页面并是不连续的，每个物理页面用struct page描述，一个vm_struct对用到的管理所有物理页面的
当设备驱动不用时，内存管理系统将该区域用于分配和管理可移动类型页面；当设备驱动使用时，此时已经分配的页面需要进行迁移，又用于连续内存分配；其用法与DMA子系统结合在一起充当DMA的后端，具体可参考《没有...char *name; }; extern struct cma cma_areas[MAX_CMA_AREAS]; extern unsigned cma_area_count; bitmap来管理其内存的分配...方式： reserved-memory { /* global autoconfigured region for contiguous allocations */ linux...size = ; alloc-ranges = ; linux...将CMA区域添加到Buddy System 为了避免这块reserved的内存在不用时候的浪费，内存管理模块会将CMA区域添加到Buddy System中，用于可移动页面的分配和管理。
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