文章目录 一、内存屏障 二、编译器屏障 三、处理器内存屏障 一、内存屏障 ---- 内存屏障 , 又称为 " 屏障指令 " , 用于保证 " 编译器 “ 或 ” CPU “ 访问内存时 , 保证 按照顺序执行..., 即 ” 内存屏障 之前 “ 的指令 与 ” 内存屏障 之后 " 的指令 不会犹豫 编译器 和 CPU 优化导致 顺序混乱 ; " 指令 " 优化主要分 2 种 : ① 编译器优化 : 为了 提高程序执行性能...调整程序指令的执行顺序 ; ② CPU 执行优化 : 该优化是为了 提高 " 流水线 " 性能 , 但是 CPU 执行优化会导致 指令乱序执行 , 后面的指令先于前面的指令执行 , 导致 寄存器中的值冲突 ; Linux...内核支持的 3 种内核屏障 : ① 编译器屏障 ② 处理器内存屏障 ③ 内存映射 I/O 写屏障 , 全称 Memory Mapping I/O , 简称 MMIO , 目前已经被弃用 ; 二、编译器屏障...---- " 处理器内存屏障 “ 针对 ” CPU " 之间的内存访问乱序 和 CPU 访问外设乱序 问题 ; 为了 提高 " 流水线 " 性能 , 新式处理器可以采用 " 超标量 体系结构 “ 和
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...DMA Zone通常很小，只有几十M，低端内存区与高端内存区的划分来源于Linux内核空间大小的限制。...因此，Linux 规定“内核直接映射空间” 最多映射 896M 物理内存。...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。...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。
移除交换空间 ---- 概念 内存管理是Linux系统重要的组成部分。...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。...然而，如果有大量数据需要从磁盘读取到内存或者由内存写入磁盘，系统的读写性能就变得非常低下。 因为无论是从磁盘读数据，还是写数据到磁盘，都是一个很消耗时间和资源的过程。...obs=m表示一次写m个字节（即一个块大小为m个字节）。 bs＝m，同时设置读写块的大小，以字节为单位，此参数可代替 ibs 和 obs。 count=n仅复制n个块。
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...系统中的NUMA结点都是从0开始编号的 3.1 linux-2.4中的实现 pgdat_next指针域和pgdat_list内存结点链表 而对于NUMA结构的系统中, 在linux-2.4.x之前的内核中所有的节点...-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
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....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?...出于性能能的考虑，页并不在每次改变后立即回写, 因此内核需要使用该标识来表明页面中的数据已经改变, 应该在稍后刷出 PG_lru 表示该page处于LRU链表上， 这有助于实现页面的回收和切换....而在页面解锁后, 睡眠进程会被自动唤醒并继续工作 wait_on_page_writeback的工作方式类似, 该函数会等待与页面相关的所有待决回写操作结束, 将页面包含的数据同步到块设备为止. 4 全局页面数组
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....Linux内核通过插入一些兼容层, 使得不同体系结构的差异很好的被隐藏起来, 内核对一致和非一致内存访问使用相同的数据结构 2.1 (N)UMA模型中linux内存的机构 非一致存储器访问(NUMA)模式下...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..., 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:...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
因此相对于任何一个CPU访问本地内存的速度比访问远程内存的速度要快, 而Linux为了兼容NUMAJ结构, 把物理内存相依照CPU的不同node分成簇, 一个CPU-node对应一个本地内存pgdata_t..., 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...位系统中, Linux内核虚拟地址空间只有1G, 而0~895M这个986MB被用于DMA和直接映射, 剩余的物理内存被成为高端内存....Linux必须处理如下两种硬件存在缺陷而引起的内存寻址问题： 一些硬件只能用某些特定的内存地址来执行DMA 一些体系结构其内存的物理寻址范围比虚拟寻址范围大的多。
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。...分页机制可以完全避免内存碎片问题么？ 公布下答案： 的确有分页机制就可以完全不需要分段机制，目前linux是在分段的基础上实现了分页，这个也有考虑到是兼容性问题。...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？...就是我们用malloc或者mmap映射一块内存的时候，只是修改了对应的vma，可是具体的页表项和物理地址并不会立马分配映射，而是在需要写请求的时候才会分配，注意是写请求，那就意味着如果是读请求也不会分配物理内存...因为系统倾向于回收文件映射页面，因为大部分的文件cache是不需要回写的，直接丢弃回收就可以，而匿名映射则一定需要回写交换分区，从代价上回收文件映射部分会更低一些。
Linux运行一段时间之后，内存会越来越多，导致内存不够用，需要释放一下内存才行 echo "1" > /proc/sys/vm/drop_caches 说明，释放前最好sync一下，防止丢数据。...因为LINUX的内核机制，一般情况下不需要特意去释放已经使用的cache。这些cache起来的内容可以增加文件以及的读写速度。...再用free -m 命令查看一下，剩余的内存 如果没有什么效果，可以使用 echo "2" > /proc/sys/vm/drop_caches 或者 echo "3" > /proc/sys/vm/drop_caches...释放完成之后，再将值还原 echo "0" > /proc/sys/vm/drop_caches 可以写一个脚本，每天晚上定时执行，就可以了 #!
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 "
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。...把页装入物理内存。 · 五.swap对换空间 ---- 32位Linux系统的每个进程可以有4 GB的虚拟 内存空间 ．...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...* 假如页面发生改变且被文件系统回写，它将页面内容写入磁盘。 * 假如页面发生改变且未被文件系统回写（无名页） ，它将页面内容写入 swap 设备。...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．
虚拟内存是为了满足物理内存不足采用的策略，利用磁盘空间虚拟出一块逻辑内存，用作虚拟内存的空间也就是交换分区。...作为物理内存的扩展，Linux会在物理内存不足时，使用交换分区的逻辑内存，内核会把暂时不用的内存块信息写到交换空间，这样物理内存就得到了释放，这块儿内存就可以用于其他目的，而需要用到这些内容的时候，这些信息就会被重新从交换分区读入物理内存...Linux的内存管理采用的是分页存取机制，为了保证物理内存得到充分的利用，内核会在适当的时间把物理内存中不经常使用的数据块儿自动交换到虚拟内存中，而将充分使用的信息保留到物理内存中。...例如通过阿里云安装的系统，不会自动给我们分配Swap虚拟内存空间；Swap分区或虚拟内存文件，是在系统物理内存不够用的时候，由系统内存管理程序将那些很长时间没有操作内存数据，临时保存到Swap分区虚拟内存文件中...当那些程序要再次重新运行时，会再从Swap分区或虚拟内存文件中恢复之前保存的数据到内存中。
文章目录 一、处理器内存屏障 二、Linux 内核处理器内存屏障 一、处理器内存屏障 ---- " 处理器内存屏障 “ 针对 ” CPU " 之间的内存访问乱序 和 CPU 访问外设乱序 问题 ; 为了...并行执行多条指令 ; 但是 CPU 执行优化会导致 指令乱序执行 , 后面的指令先于前面的指令执行 , 导致 寄存器中的值冲突 ; CPU 执行优化总结 : 顺序取指令 , 乱序执行 , 执行结果顺序提交 ; 二、Linux...内核处理器内存屏障 ---- Linux 内核中有 8 种 " 处理器内存屏障 " ; 内存屏障 有 4 种类型 , ① 通用内存屏障 ② 写内存屏障 ③ 读内存屏障 ④ 数据依赖屏障 每种类型的...内存屏障 又分为 ① 强制性内存屏障 ② SMP 内存屏障 两种类型 ; 因此将上面 8 种 " 处理器内存屏障 " 列成表格如下 : 内存屏障类型 强制性内存屏障 SMP 内存屏障 ① 通用内存屏障...mb() smp_mb() ② 写内存屏障 wmb() smp_wmb() ③ 读内存屏障 rmb() smp_rmb() ④ 数据依赖屏障 read_barrier_depends() smp_read_barrier_depends
原文地址：当Linux用尽内存 作者：platinaluo Mulyadi Santosa 也许你很少面临这一情况，但是一旦如此，你一定知道出什么错了：可用内存不足或者说内存用尽(OOM)。...如果你仔细看，你会发现B用1填满得到的内存，而A几乎不拿他们干什么。Linux允许推迟的页分配， 换句话说，只当你真的要用的时候才开始分配动作，比如写入数据时。...另外一个问题是：既然没有写页，为什么有3056M这个上限？这暴露出另外一个限制。在32位系统上，内存地址有4GB。其中0－3GB是用户使用，3－4GB为内核空间。...inDocumentation/vm/overcommit-accounting in the Linux kernel’s source code. ...总是查询内存分配统计 linux内核提供了/proc/meminfo来找到内存状态信息。top free vmstat的信息皆来于此。 你需要检查的是自由的和可回收的内存。
Linux内核地址映射模型 x86 CPU采用了段页式地址映射模型。进程代码中的地址为逻辑地址，经过段页式地址映射后，才真正访问物理内存。 段页式机制如下图。 ?...Linux内核地址空间划分 通常32位Linux内核地址空间划分0~3G为用户空间，3~4G为内核空间。注意这里是32位内核地址空间划分，64位内核地址空间划分是不同的。 ?...Linux内核高端内存的由来 当内核模块代码或线程访问内存时，代码中的内存地址都为逻辑地址，而对应到真正的物理内存地址，需要地址一对一的映射，如逻辑地址0xc0000003对应的物理地址为0x3，0xc0000004...Linux内核高端内存的理解 前面我们解释了高端内存的由来。...2、64位内核中有高端内存吗？ 目前现实中，64位Linux内核不存在高端内存，因为64位内核可以支持超过512GB内存。若机器安装的物理内存超过内核地址空间范围，就会存在高端内存。
内存池(Memery Pool)技术是在真正使用内存之前，先申请分配一定数量的、大小相等(一般情况下)的内存块留作备用。...当有新的内存需求时，就从内存池中分出一部分内存块，若内存块不够再继续申请新的内存。这样做的一个显著优点是尽量避免了内存碎片，使得内存分配效率得到提升。...不仅在用户态应用程序中被广泛使用，同时在Linux内核也被广泛使用，在内核中有不少地方内存分配不允许失败。...作为一个在这些情况下确保分配的方式，内核开发者创建了一个已知为内存池(或者是 "mempool" )的抽象，内核中内存池真实地只是相当于后备缓存，它尽力一直保持一个空闲内存列表给紧急时使用，而在通常情况下有内存需求时还是从公共的内存中直接分配...，这样的做法虽然有点霸占内存的嫌疑，但是可以从根本上保证关键应用在内存紧张时申请内存仍然能够成功。
文章目录 一、Linux 内核 动态分配内存 系统接口函数 二、统计输出 vmalloc 分配的内存 一、Linux 内核 动态分配内存 系统接口函数 ---- Linux 内核 " 动态分配内存 "...是通过 " 系统接口 " 实现的 , 下面介绍几个重要的 接口函数 ; ① 以 " 页 " 为单位分配内存 : alloc_pages , __get_free_page ; ② 以 " 字节 " 为单位分配..." 虚拟地址连续的内存块 " : vmalloc ; ③ 以 " 字节 " 为单位分配 " 物理地址连续的内存块 " : kmalloc ; 注意 该 " 物理地址连续的内存块 " 是以 Slab 为中心的...; 二、统计输出 vmalloc 分配的内存 ---- 执行 grep vmalloc /proc/vmallocinfo 命令 , 可以统计输出 通过 vmalloc 函数分配的 " 虚拟地址连续的内存块
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 ?...无法获取数组的大小 试图修改常量，如：char p="1234";p='1'; 3、C 资源访问冲突 多线程共享变量没有用 valotile 修饰 多线程访问全局变量未加锁 全局变量仅对单进程有效 多进程写共享内存数据
在进行内存优化之前，一定要熟悉Linux的内存管理机制，这里我们重点探讨如何通过系统命令监控Linux系统的内存使用状况。 free 命令 free是监控Linux内存使用状况最常用的指令....一般有这样一个经验公式：当应用程序可用内存/系统物理内存>70%时，表示系统内存资源非常充足，不影响系统性能；当应用程序可用内存/系统物理内存<20%时，表示系统内存资源紧缺，需要增加系统内存；当20%...<应用程序可用内存/系统物理内存<70%时，表示系统内存资源基本能满足应用需求，暂时不影响系统性能。...“sar –r”命令组合 sar命令也可以监控Linux的内存使用状况。可以通过“sar –r”命令组合查看系统内存和交换空间的使用率。...[root@VM-24-3-centos ~]#sar -r 2 3 Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver) 11/30/2008 _i686_ (8 CPU)
Linux虚拟内存布局 32位Linux系统内存划分： 通常32位Linux内核地址空间划分0~3G为用户空间，3~4G为内核空间。...、shared、private (写时复制) Mapping: 占用内存的文件、或[anon]（分配的内存）、或[stack]（堆栈） Offset: 文件偏移 Device: 设备名 (major...，将数据从磁盘读入到这些内存中，然后 再将数据分发给应用程序；当需要往文件中写数据时，操作系统先分配内存接收用户数据，然后再将数据从内存写到磁盘上。...然而，如果有大量数据需要从磁盘读取到内存或者由内存写入磁盘时，系统的读写性能就变得非常低下，因为无论是从磁盘读数据，还是写数据到磁盘，都是一个很消耗时间和资源的过程，在这种情况下，为了提高磁盘存取效率,...如果常常swap用很多,可能你就要考虑加物理内存了.这也是linux看内存是否够用的标准。
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