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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...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....因此在后来linux-2.4.x的更新中, 删除了这个字段, 取而代之的是page->flags的最高ZONE_SHIFT位和NODE_SHIFT位, 存储了其所在zone和node在内存区域表zone_table.../linux/mmzone.h?...3.2 内存页标识pageflags 其中最后一个flag用于标识page的状态, 这些状态由枚举常量enum pageflags定义, 定义在include/linux/page-flags.h?

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    【Linux 内核 内存管理】物理内存组织结构 ⑥ ( 物理页 page 简介 | 物理页 page 与 MMU 内存管理单元 | 内存节点 pglist_data 与 物理页 page 联系 )

    文章目录 一、物理页 page 简介 1、物理页 page 引入 2、物理页 page 与 MMU 内存管理单元 3、物理页 page 结构体 4、Linux 内核源码中的 page 结构体 二、内存节点...pglist_data 与 物理页 page 联系 内存管理系统 3 级结构 : ① 内存节点 Node , ② 内存区域 Zone , ③ 物理页 Page , Linux 内核中 , 使用 上述..., 就是 " 内存区域 " zone , " 内存区域 " 再向下划分 , 就是 " 物理页 " page ; 2、物理页 page 与 MMU 内存管理单元 在 Linux 内核中 , MMU 内存管理单元...} 4、Linux 内核源码中的 page 结构体 " 物理页 " 使用 page 结构体 进行描述 , 该结构体又称为 " 页描述符 " ; 该 page 结构体 定义在 Linux 内核源码的 linux...SPARSEMEM */ // 页描述数组 struct page *node_mem_map; #endif } 参考 【Linux 内核 内存管理】物理内存组织结构 ③ ( 内存管理系统三级结构

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    【Linux 内核 内存管理】物理内存组织结构 ② ( 内存模型 | 平坦内存 | 稀疏内存 | 非连续内存 | 内存管理系统三级结构 | 节点 Node | 区域 Zone | 页 Page )

    文章目录 一、内存模型 二、内存管理系统三级结构 一、内存模型 ---- 从 CPU 处理器 的角度出发 , 观察 内存的 " 物理分布 " , 有如下 3 种内存模型 , Linux 内核针对这...3 种内存模型进行不同的处理 ; ① 平坦内存 : Flat Memory , 物理地址空间 是 连续的 , 没有 " 内存空洞 " ; ② 稀疏内存 : Space Memory , 物理地址空间...是 非连续 的 , 有 " 内存空洞 " , 该内存模型 支持 内存条的 " 热插拔 " 操作 ; ③ 非连续内存 : Discontiguous Memory , 物理地址空间 是 非连续 的 , 有..." 内存空洞 " ; 内存热插拔支持 : 只有 " 稀疏内存模型 " 支持 内存条 的 热插拔 操作 ; 内存空洞 : 系统的 2 个物理内存 之间 , 存在 内存空洞 ; 1 个物理内存 内部也可能存在...内存空洞 ; 二、内存管理系统三级结构 ---- 内存管理系统 3 级结构 : ① 节点 Node , ② 区域 Zone , ③ 页 Page , Linux 内核中 , 使用 上述 3 级结构

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    linux Page cache和buffer cache正解

    Page cache实际上是针对文件系统的,是文件的缓存,在文件层面上的数据会缓存到page cache。文件的逻辑层需要映射到实际的物理磁盘,这种映射关系由文件系统来完成。...当page cache的数据需要刷新时,page cache中的数据交给buffer cache,但是这种处理在2.6版本的内核之后就变的很简单了,没有真正意义上的cache操作。...简单说来,page cache用来缓存文件数据,buffer cache用来缓存磁盘数据。...这个page的数量将会在top程序的buffer一栏中显示。...从上面的分析可以看出,2.6内核中的buffer cache和page cache在处理上是保持一致的,但是存在概念上的差别,page cache针对文件的cache,buffer是针对磁盘块数据的cache

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    深入理解Linux 的Page Cache

    Linux 文件 I/O 系统 上图中，红色部分为 Page Cache。可见 Page Cache 的本质是由 Linux 内核管理的内存区域。...Linux 系统上供用户可访问的内存分为两个类型[2]，即： File-backed pages：文件备份页也就是 Page Cache 中的 page，对应于磁盘上的若干数据块；对于这些页最大的问题是脏页回盘...； Anonymous pages：匿名页不对应磁盘上的任何磁盘数据块，它们是进程的运行是内存空间（例如方法栈、局部变量表等属性）； 为什么 Linux 不把 Page Cache 称为 block cache...Swap 机制存在的本质原因是 Linux 系统提供了虚拟内存管理机制，每一个进程认为其独占内存空间，因此所有进程的内存空间之和远远大于物理内存。...Page Cache 与文件持久化的一致性&可靠性 现代 Linux 的 Page Cache 正如其名，是对磁盘上 page（页）的内存缓存，同时可以用于读/写操作。

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    Linux下Page Fault的处理流程

    这种延迟分配物理内存的方式就通过page fault机制来实现的。...当我们访问一个内存地址时，如果该地址非法，或者我们对其没有访问权限，或者该地址对应的物理内存还未分配，cpu都会生成一个page fault，进而执行操作系统的page fault handler。...如果是因为还未分配物理内存，操作系统会立即分配物理内存给当前进程，然后重试产生这个page fault的内存访问指令，一般情况下都可以正常向下执行。...page fault的虚拟内存地址，然后再调用__do_page_fault方法。...这样在下次再访问这个page对应的虚拟内存地址时，page walk就可以在pte中找到这个page了。 到此，有关page fault的处理代码我们就分析完了，希望对你有所帮助。 完。

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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...因此，Linux 规定“内核直接映射空间” 最多映射 896M 物理内存。...对于高端内存，可以通过 alloc_page() 或者其它函数获得对应的 page，但是要想访问实际物理内存，还得把 page 转为线性地址才行（为什么？...1G) 2.3 Linux内核高端内存的理解 前 面我们解释了高端内存的由来。...对内核空间来说，其地址映射是很简单 的线性映射，0xC0000000就是物理地址与线性地址之间的位移量，在Linux代码中就叫做PAGE_OFFSET。

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    深入理解Linux VFS和Page Cache

    编者注：在分析完 Linux inode 基础概念 之后，让我们看下inode在内存中对应的文件系统抽象VFS，然后分析下关于 磁盘操作 中Page Cache的回写策略。...其目的是屏蔽下层具体文件系统操作的差异，为上层的操作提供一个统一接口，正是由于VFS的存在，Linux中允许多个不同的文件系统共存。...PageCache Page cache是通过将磁盘中的数据缓存到内存中，从而减少磁盘I/O操作，从而提高性能。...当内核发起一个读请求时（例如进程发起read()请求），首先会检查请求的数据是否缓存到了page cache中，如果有，那么直接从内存中读取，不需要访问磁盘，这被称为cache命中（cache hit）...page cache另一个主要工作是回收page释放内存空间，此时会选择合适的page进行释放，如果是脏页会先同步到磁盘然后释放。此时是如何选择cache页的呢？

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    Linux - Linux内存管理

    移除交换空间 ---- 概念 内存管理是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。

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    Linux系统中的Page cache和Buffer cache

    Page cache在linux读写文件时，它用于缓存文件的逻辑内容，从而加快对磁盘上映像和数据的访问。...Buffer cache是由物理内存分配，Linux系统为提高内存使用率，会将空闲内存全分给buffer cache ，当其他程序需要更多内存时，系统会减少cache大小。...Page cache是磁盘数据在内存中的缓存，而swap cache则是交换分区在内存中的临时缓存。...共享内存中的页通常都位于page cache，私有内存映射只要没有修改，也位于page cache。当进程试图修改一个私有映射内存页时，内核就把该页进行复制，并在页表中用复制的页替换原来的页。...由于修改了页表，尽管原来的页仍然在 page cache，但是已经不再属于该内存映射。而新复制的页也不会插入page cache，而是添加到匿名页反向映射数据结构。

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    Page Cache与Page回写

    Page Cache Page cache由内存中的物理page组成，其内容对应磁盘上的block。page cache的大小是动态变化的，可以扩大，也可以在内存不足时缩小。...理想的做法是释放距离下次访问时间最久的page，但是很明显，这是不现实的。下面先介绍LRU算法，然后介绍基于LRU改进的Two-List策略，后者是Linux使用的策略。...Page Cache在Linux中的具体实现 address_space结构 内核使用address_space结构来表示一个page cache，address_space这个名字起得很糟糕，叫page_ache_entity...（对从用户空间拷贝到内核空间不是很理解，后期会重点学习Linux读、写文件的详细过程然后写一篇详细的blog介绍） Buffer Cache 在Block I/O的文章中提到用于表示内存到磁盘映射的buffer_head...在Linux2.4中，buffer cache和 page cache之间是独立的，前者使用老版本的buffer_head进行存储，这导致了一个磁盘block可能在两个cache中同时存在，造成了内存的浪费

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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...-3.x~4.x的实现 node_data内存节点数组 在新的linux3.x~linux4.x的内核中，内核移除了pg_data_t的pgdat_next之指针域, 同时也删除了pgdat_list链表..., 此时NODE_DATA直接指向了全局的contig_page_data, 而与node的编号nid无关, 参照include/linux/mmzone.h?

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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....是系统中预留的可用内存空间, 不能被内核直接映射. 最后页帧(page frame)代表了系统内存的最小单位, 堆内存中的每个页都会创建一个struct page的一个实例...., 此时NODE_DATA直接指向了全局的contig_page_data, 而与node的编号nid无关, 参照include/linux/mmzone.h?...，这样的内存块称作为“页”（PAGE）， x86体系结构中，page的大小为4096个字节。...2.6 高端内存 由于能够被Linux内核直接访问的ZONE_NORMAL区域的内存空间也是有限的，所以LINUX提出了高端内存（High memory）的概念，并且允许对高端内存的访问

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    Linux系统中的Page cache和Buffer cache

    Page cache在linux读写文件时，它用于缓存文件的逻辑内容，从而加快对磁盘上映像和数据的访问。...Buffer cache是由物理内存分配，Linux系统为提高内存使用率，会将空闲内存全分给buffer cache ，当其他程序需要更多内存时，系统会减少cache大小。...Page cache是磁盘数据在内存中的缓存，而swap cache则是交换分区在内存中的临时缓存。...共享内存中的页通常都位于page cache，私有内存映射只要没有修改，也位于page cache。当进程试图修改一个私有映射内存页时，内核就把该页进行复制，并在页表中用复制的页替换原来的页。...由于修改了页表，尽管原来的页仍然在 page cache，但是已经不再属于该内存映射。而新复制的页也不会插入page cache，而是添加到匿名页反向映射数据结构。

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