在 Linux 内核中 , MMU 内存管理单元 , 主要作用是 将 " 虚拟地址 " 映射到 真实的 " 物理地址 " 中 ,
本文介绍linux内存机制、虚拟内存swap、buffer/cache释放等原理及实操。
在 Linux 系统(比如 CentOS/RadHat、Debian/Ubuntu)上配置 lnmp环境,通过探针查看物理内存使用率:
我们知道,直接从物理内存读写数据要比从硬盘读写数据要快的多,因此,我们希望所有数据的读取和写入都在内存完成,而内存是有限的,这样就引出了物理内存与虚拟内存的概念。 物理内存就是系统硬件提供的内存大小,是真正的内存,相对于物理内存,在linux下还有一个虚拟内存的概念,虚拟内存就是为了满足物理内存的不足而提出的策略,它是利用磁盘空间虚拟出的一块逻辑内存,用作虚拟内存的磁盘空间被称为交换空间(Swap Space)。 作为物理内存的扩展,linux会在物理内存不足时,使用交换分区的虚拟内存,更详细的说,就是内核会将暂时不用的内存块信息写到交换空间,这样以来,物理内存得到了释放,这块内存就可以用于其它目的,当需要用到原始的内容时,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,为了保证物理内存能得到充分的利用,内核会在适当的时候将物理内存中不经常使用的数据块自动交换到虚拟内存中,而将经常使用的信息保留到物理内存。
我们知道,直接从物理内存读写数据要比从硬盘读写数据要快的多,因此,我们希望所有数据的读取和写入都在内存完成,而内存是有限的,这样就引出了物理内存与虚拟内存的概念。
上一节内容的学习我们知道了CPU是如何访问内存的,CPU拿到内存后就可以向其它人(kernel的其它模块、内核线程、用户空间进程、等等)提供服务,主要包括: 以虚拟地址(VA)的形式,为应用程序提供远大于物理内存的虚拟地址空间(Virtual Address Space) 每个进程都有独立的虚拟地址空间,不会相互影响,进而可提供非常好的内存保护(memory protection) 提供内存映射(Memory Mapping)机制,以便把物理内存、I/O空间、Kernel Image、文件等对象映射到相应进
上一节内容的学习我们知道了CPU是如何访问内存的,CPU拿到内存后就可以向其它人(kernel的其它模块、内核线程、用户空间进程、等等)提供服务,主要包括:
vmstat是Virtual Meomory Statistics(虚拟内存统计)的缩写,可对操作系统的虚拟内存、进程、CPU活动进行监控。是对系统的整体情况进行统计,不足之处是无法对某个进程进行深入分析。
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:
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。
这段代码非常简单,就是先用mmap的方式,为该进程分配10GiB的虚拟内存,然后再用page写的方式,让操作系统为这10GiB虚拟内存,分配对应的物理内存,最后sleep,等待我们测试。
就需要从 " 备用内存区域 " 借用 物理页 进行 内存分配 , 该操作需要遵守如下算法规则 ;
我在办公环境下,想要接入公司内部网络,必须报备自己的网卡mac地址,以及个人姓名等信息,非常麻烦。
分配 虚拟内存页 : 应用进程 调用 mmap 函数后 , 在 Linux 系统中 创建 " 内存映射 “ 时 , 会在 ” 用户虚拟地址空间 “ 中 , 分配一块 ” 虚拟内存区域 " ;
到目前为止,内存管理是unix内核中最复杂的活动。我们简单介绍一下内存管理,并通过实例说明如何在内核态获得内存。
在 Linux 系统中,调用 fork 系统调用创建子进程时,并不会把父进程所有占用的内存页复制一份,而是与父进程共用相同的内存页,而当子进程或者父进程对内存页进行修改时才会进行复制 —— 这就是著名的 写时复制 机制。
最近在搞Linux下性能评测,在做CPU评测时发现了个有意思的现象,因为uos系统是自带系统监视器的,在对输入法进程检测时,发现其CPU占用率为1%:
本文以属于Linux系统基本概念,如果以查找教程教程,解决问题为主,只需要查看本文后半部分。如需要系统性学习请查看本文前半部分。
在一些物理内存为8g的服务器上,主要运行一个Java服务,系统内存分配如下:Java服务的JVM堆大小设置为6g,一个监控进程占用大约 600m,Linux自身使用大约800m。
前言: KVM的设备虚拟化,除了前文《PIO技术分析》,还有另外一个核心概念---MMIO。原计划这里分析一下KVM的MMIO虚拟化。考虑到MMIO比PIO复杂很多,涉及更多的概念,作者打算先分析几篇基本的Linux的内存管理概念,再来分析MMIO。 作者大概想了一下,主要由这几篇构成: 1,虚拟内存管理和内存映射。 2,物理内存管理。 3,内存回收。 分析: 1,虚拟内存概念 x86的CPU有两种运行模式---real mode和protected mode。在real mode下,CPU访问的是物理
在 【Linux 内核 内存管理】物理分配页 ② ( __alloc_pages_nodemask 函数参数分析 | __alloc_pages_nodemask 函数分配物理页流程 ) 博客中 , 分析了 __alloc_pages_nodemask 函数分配物理页流程如下 :
使用systeminfo可以查看更加详细的信息,从下图可以看出系统制造商是QEMU:
一.前言 由于OpenStack Neutron项目本身的高度复杂性和抽象性,加之作为一名初学者,其理解能力有限。因此这里,阐述的仅是凤毛麟角而已,其目的是帮助、引导和我一样对Neutron又敬又畏的朋友们!如果本文中出现纰漏和错误,恳请指正。接受教育,本身也是一种学习。 在这里,需要指出的是,本文仅从宏观角度而言,起一个引导、抛砖引玉的作用。 ——即实现Neutron的整体原理是什么。 二.Neutron架构 Neutron项目共由约1千多个文件构成(k版)。 # tree -l 1 neutron/ 3
页分配器 提供了 释放 物理页的 函数 __free_pages , 该函数定义在 Linux 内核源码的 linux-4.12\mm\page_alloc.c#4083 位置 ;
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.前言 由于OpenStack Neutron项目本身的高度复杂性和抽象性,加之我仅作为一名初学者,其理解能力有限。因此这里,阐述的仅是凤毛麟角而已,其目的是帮助、引导和我一样对Neutron又敬又畏的朋友们!如果本文中出现纰漏和错误,恳请指正。接受教育,本身也是一种学习。 📷 在这里,需要指出的是,本文仅从宏观角度而言,起一个引导、抛砖引玉的作用。 ——即实现Neutron的整体原理是什么。 好了,下面让我们一起踏上Neutron这条不归之路吧! 二.Neutron架构 Neu
Linux 内存管理模型非常直接明了,因为 Linux 的这种机制使其具有可移植性并且能够在内存管理单元相差不大的机器下实现 Linux,下面我们就来认识一下 Linux 内存管理是如何实现的。
毋庸置疑,虚拟内存是操作系统中最重要的概念之一。我想主要是由于内存的重要”战略地位”。CPU太快,但容量小且功能单一,其他 I/O 硬件支持各种花式功能,可是相对于 CPU,它们又太慢。于是它们之间就需要一种润滑剂来作为缓冲,这就是内存大显身手的地方。
Linux下的CPU信息全部都在/proc/cpuinfo这个文件中,可以直接打开看。
ext:最早的文件系统,叫扩展文件系统。使用虚拟目录操作硬件设备,在物理设备上按定长的块来存储数据。
在 x86 系统中,内存管理中的分页机制是非常重要的,在Linux操作系统相关的各种书籍中,这部分内容也是重笔浓彩。
前不久组内又有一次我比较期待的分享:“Linux 的虚拟内存”。是某天晚上加班时,我们讨论虚拟内存的概念时,leader 发现几位同事对虚拟内存认识不清后,特意给这位同学挑选的主题。
内存基础概念 先执行一下 top 命令,看结果中关于内存的相关部分 # top 其中的 VIRT、RES、SWAP 都是什么呢? 分别是下面的3个概念 物理内存 Resident - RES
本文为IBM RedBook的Linux Performanceand Tuning Guidelines的1.2节的翻译 原文地址:http://www.redbooks.ibm.com/redpapers/pdfs/redp4285.pdf 原文作者:Eduardo Ciliendo, Takechika Kunimasa, Byron Braswell 1.2 Linux内存架构 为了执行一个进程,Linux内核为请求的进程分配一部分内存区域。该进程使用该内存区域作为其工作区并执行请求的工作。它与你的
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。
①、网络是openstack最重要的资源之一,没有网络,虚拟机将被隔离。Openstack的网络服务最主要的功能就是为虚拟机实例提供网络连接,最初由nova的一个单独模块nova-compute实现,但是nova-compute支持的网络服务有限,无法适应大规模、高密度和多项目的云计算,现已被专门的网络服务项目Neutron所取代。
前不久组内又有一次我比较期待的分享:”Linux 的虚拟内存”。是某天晚上加班时,我们讨论虚拟内存的概念时,leader 发现几位同事对虚拟内存认识不清后,特意给这位同学挑选的主题(笑)。
由于业务需要,外地机房的3台Linux服务器需要各增加一块物理网卡,之前没有做过对物理服务器增添网卡的操作,算是一次经验的弥补。
1. 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。
毋庸置疑,虚拟内存绝对是操作系统中最重要的概念之一。我想主要是由于内存的重要”战略地位”。CPU太快,但容量小且功能单一,其他 I/O 硬件支持各种花式功能,可是相对于 CPU,它们又太慢。于是它们之间就需要一种润滑剂来作为缓冲,这就是内存大显身手的地方。
ARM64 架构体系中 , 不能使用 bootmem 引导内存分配器 , 使用的是 memblock 分配器 ;
过去,CPU的地址总线只有32位, 32的地址总线无论是从逻辑上还是从物理上都只能描述4G的地址空间(232=4Gbit),在物理上理论上最多拥有4G内存(除了IO地址空间,实际内存容量小于4G),逻辑空间也只能描述4G的线性地址空间。
昨天下午,旁边的同事在学习Linux系统中的虚拟地址映射(经典书籍《程序员的自我修养-链接、装载与库》),在看到6.4章节的时候,对于一个可执行的ELF文件中,虚拟地址的值百思不得其解!
对于此现象,我们在前文也知道了,这是由于进程的独立性,子进程在对数据进行修改时,会触发写时拷贝所造成的。但是,假如这里的地址是物理地址的话,同一块地址处却有不同的值,这肯定是不现实的。★因此,我们可以得出这样的结论:
传统的多核运算是使用SMP(Symmetric Multi-Processor )模式:将多个处理器与一个集中的存储器和I/O总线相连。所有处理器只能访问同一个物理存储器,因此SMP系统有时也被称为一致存储器访问(UMA)结构体系,一致性意指无论在什么时候,处理器只能为内存的每个数据保持或共享唯一一个数值。
本文涉及的硬件平台是X86,如果是其他平台的话,如ARM,是会使用到MMU,但是没有使用到分段机制; 最近在学习Linux内核,读到《深入理解Linux内核》的内存寻址一章。原本以为自己对分段分页机制已经理解了,结果发现其实是一知半解。于是,查找了很多资料,最终理顺了内存寻址的知识。现在把我的理解记录下来,希望对内核学习者有一定帮助,也希望大家指出错误之处。
物理CPU 物理CPU就是计算机上实际配置的CPU个数。在linux上可以打开cat /proc/cpuinfo 来查看,其中的physical id就是每个物理CPU的ID,你能找到几个physical id就代表你的计算机实际有几个CPU。在linux下可以通过指令 grep ‘physical id’ /proc/cpuinfo | sort -u | wc -l 来查看你的物理CPU个数
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