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Linux虚拟内存管理

Linux的内存管理分为 虚拟内存管理 和 物理内存管理,本文主要介绍 虚拟内存管理 的原理和实现。在介绍 虚拟内存管理 前,首先介绍一下 x86 CPU 内存寻址的具体过程。...由于Linux主要使用分页机制,所以下面重点介绍一下分页机制的原理。...虚拟内存地址管理 应用程序使用 malloc() 函数向Linux内核申请内存时,Linux内核会返回可用的虚拟内存地址给应用程序。...每个进程都可以使用4GB的虚拟内存地址,所以Linux内核需要为每个进程管理这4GB的虚拟内存地址。例如记录哪些虚拟内存地址是空闲的可以分配的,哪些虚拟内存地址已经被占用了。...为了加速查找虚拟内存区,Linux内核还为 vm_area_struct 结构构建了一个 AVL树(新版本为红黑树),有兴趣的可以查阅源码或相关资料。

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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。...此外,虚拟内存还允许物理内存的超量使用,即所谓的“内存过量承诺”,这使得我们可以运行比物理内存还要大的程序。Linux操作系统采用了一种称为“分页”的技术来实现虚拟内存。...二、Linux虚拟内存管理的实现在Linux内核中,虚拟内存的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....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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    linux 虚拟内存的作用?

    虚拟内存可以用来管理物理内存,进程直接和虚拟内存进行打交道而不是物理内存,为什么这样设计? 什么是虚拟内存?...虚拟内存的作用 利用磁盘起到的缓存的作用,提高进程访问磁盘的速度。 虚拟内存可以为进程提供独立的内存空间,并通过动态链接库共享内存。...通过增加虚拟内存,避免了程序直接访问任意内存,修改了其他程序使用的数据导致程序崩溃,虚拟内存可以将不同进程使用的虚拟地址彼此隔离。...目前linux系统,采用四层页表结构页表结构,每个9位,最低12位作为偏移量。...总 虚拟内存可以结合磁盘和物理内存的优势为进程提供看起来速度足够快并且容量足够大的存储; 虚拟内存可以为进程提供独立的内存空间并引入多层的页表结构将虚拟内存翻译成物理内存,进程之间可以共享物理内存减少开销

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    Linux中虚拟内存详解

    四、页表 虚拟内存和物理内存都被划分成固定大小的单元,在 Linux 中通常是 4KB 大小的页(Page)和页框(Page Frame)。虚拟内存以页为单位进行管理,物理内存以页框为单位进行管理。...在 Linux 操作系统中,task_struct是一个极为重要的结构体,它用于表示一个进程的所有信息,是进程在内核中的抽象表示。...上面的图可以看出在常见的基于页式内存管理的操作系统(如 Linux)中,进程的各个内存区域包括栈区、代码区、数据区等,通常是按照固定大小(一般为 4KB,不过不同系统可能有差异,也可能采用其他如 8KB...例如,在 Linux 系统中采用多级页表机制,MMU 依据这些页表结构准确地找到虚拟地址对应的物理地址,使得程序能够在虚拟地址空间中正常运行,而无需关心实际物理内存的布局和分配情况。...、 六、虚拟内存在系统层面的存在形式 虚拟内存不仅仅局限于进程内部。在整个操作系统层面,虚拟内存是一种整体的内存管理策略和机制。

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    理解 Linux 的虚拟内存

    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。...之后进行内存分配时,都以页为单位,那么虚拟内存页对应物理内存页的映射表就大大减小了,4G 内存,只需要 8M 的映射表即可,一些进程没有使用到的虚拟内存,也并不需要保存映射关系,而且Linux 还为大内存设计了多级页表...直接操作物理内存 操作系统使用了虚拟内存,我们想要直接操作内存该怎么办呢? Linux 会将各个设备都映射到 /dev/ 目录下的文件,我们可以通过这些设备文件直接操作硬件,内存也不例外。...此外,Java 读取的文件也会被映射为虚拟内存,在虚拟机默认配置下 Java 每个线程栈会占用 1M 的虚拟内存。具体可以查看 为什么linux下多线程程序如此消耗虚拟内存。...常用管理命令 我们也可以自己来管理 Linux 的虚拟内存。

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    理解 Linux 的虚拟内存

    前言 ---- 前不久组内又有一次我比较期待的分享:”Linux 的虚拟内存”。...之后进行内存分配时,都以页为单位,那么虚拟内存页对应物理内存页的映射表就大大减小了,4G 内存,只需要 8M 的映射表即可,一些进程没有使用到的虚拟内存,也并不需要保存映射关系,而且Linux 还为大内存设计了多级页表...直接操作物理内存 操作系统使用了虚拟内存,我们想要直接操作内存该怎么办呢? Linux 会将各个设备都映射到 /dev/ 目录下的文件,我们可以通过这些设备文件直接操作硬件,内存也不例外。...此外,Java 读取的文件也会被映射为虚拟内存,在虚拟机默认配置下 Java 每个线程栈会占用 1M 的虚拟内存。具体可以查看 为什么linux下多线程程序如此消耗虚拟内存。...常用管理命令 ---- 我们也可以自己来管理 Linux 的虚拟内存。

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    linux开机启动顺序

    LINUX 开机过程指的是从打开计算机电源直到LINUX显示用户登录画面的全过程。分析LINUX开机过程也是深入了解LINUX核心工作原理的一个很好的途径。...至此,Linux内核已经建立起来了,基于Linux的程序应该可以正常运行了。   ...windows不支持linux的分区格式。所以,用windows的boot。ini是查不到linux的系统的。...其中,S(start)开头的表明开机启动,K(kill)开头的表明开机不启动。数字表示启动顺序。 数字越小,启动越早。   注意,他们都是连接到etc/rc。d/init。d/目录中的相关文件。...所以,如果需要什么开机启动的话,可以写个脚本或命令到这里面来。就不用像上面那么麻烦。以后删除也方便。

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    Linux开机启动(bootstrap)

    计算机开机是一个神秘的过程。我们只是按了开机键,就看到屏幕上的进度条或者一行行的输出,直到我们到达登录界面。...然而,计算机开机又是个异常脆弱的过程,我们满心期望的登录界面可能并不会出现,而是一个命令行或者错误信息。了解计算机开机过程有助于我们修复开机可能出现的问题。...Windows和Linux各自有自己内核。狭义的操作系统就是指内核,广义的操作系统包括内核以及内核之上的各种应用。 (Linus Torvalds与其说是Linux之父,不如说是Linux 内核之父。...小结:BIOS -> MBR -> 引导加载程序 -> 内核 内核 如果我们加载的是Linux内核,Linux内核开始工作。...它是Linux系统中的1号进程(Linux系统没有0号进程)。到此,内核就完成了在计算机启动阶段的工作,交接给init来管理。

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    Linux开机启动(bootstrap)

    作者:Vamei 来源:见文末 计算机开机是一个神秘的过程。我们只是按了开机键,就看到屏幕上的进度条或者一行行的输出,直到我们到达登录界面。...然而,计算机开机又是个异常脆弱的过程,我们满心期望的登录界面可能并不会出现,而是一个命令行或者错误信息。了解计算机开机过程有助于我们修复开机可能出现的问题。...Windows和Linux各自有自己内核。狭义的操作系统就是指内核,广义的操作系统包括内核以及内核之上的各种应用。 (Linus Torvalds与其说是Linux之父,不如说是Linux 内核之父。...小结:BIOS -> MBR -> 引导加载程序 -> 内核 内核 如果我们加载的是Linux内核,Linux内核开始工作。...它是Linux系统中的1号进程(Linux系统没有0号进程)。到此,内核就完成了在计算机启动阶段的工作,交接给init来管理。

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    Linux虚拟内存和缺页中断

    Linux虚拟内存地址空间 为了防止不同进程同一时刻在物理内存中运行而对物理内存的争夺和践踏,采用了虚拟内存。 虚拟内存技术使得不同进程在运行过程中,它所看到的是自己独自占有了当前系统的4G内存。...事实上,在每个进程创建加载时,内核只是为进程“创建”了虚拟内存的布局,具体就是初始化进程控制表中内存相关的链表,实际上并不立即就把虚拟内存对应位置的程序数据和代码(比如.text .data段)拷贝到物理内存中...还有进程运行过程中,要动态分配内存,比如malloc时,也只是分配了虚拟内存,即为这块虚拟内存对应的页表项做相应设置,当进程真正访问到此数据时,才引发缺页异常。...请求分页系统、请求分段系统和请求段页式系统都是针对虚拟内存的,通过请求实现内存与外存的信息置换。 虚拟内存的好处: 扩大地址空间; 内存保护:每个进程运行在各自的虚拟内存地址空间,互相不能干扰对方。...在内存中可以保留多个进程,系统并发度提高 在程序需要分配连续的内存空间的时候,只需要在虚拟内存空间分配连续空间,而不需要实际物理内存的连续空间,可以利用碎片 虚拟内存的代价: 虚存的管理需要建立很多数据结构

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    Linux开机自动挂载磁盘

    我们当然可以手动再次将其挂载,但如果每次重启都需要这样手动操作会很不方便;因此我们可以利用自动挂载,这样系统每次开机的时候就可以自动将磁盘挂载上去了。自动挂载可以有两种方式。...第3列是所要挂载设备的文件系统或者文件系统类型 第4列是挂载选项,通常使用defaults就可以 第5列设置是否使用dump备份,置0为不备份,置1,2为备份,但2的备份重要性比1小 第6列设置是否开机的时候使用...本文需将逻辑卷lv_study挂载到 /lvm_study ,文件系统为ext4 格式,不进行dump备份以及开机磁盘检查。...挂载点必须为已经存在的目录 (3)卸载时必须保证当前磁盘没有发生读写操作 2.修改/etc/rc.d/rc.local文件 将mount命令添加进rc.local文件是另一种实现开机自动挂载的方式

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    Linux系统建立虚拟内存教程

    虚拟内存是将硬盘规划出一个区间用来读取数据的空间,建立虚拟内存可以提高服务器的运行效率。...目前,大多数服务器操作系统都使用了虚拟内存,Windows系统一般称为“虚拟内存”;而Linux称作“交换空间”。 这里主要讲解Linux系统如何建立虚拟内存。...Linux系统建立虚拟内存,一般通过建立swap file完成。先建立swap这个装置或是档案后,将他格式化为swap格式,最后将他挂载到系统上即可。...方法如下:   一、 建立虚拟内存装置   直接再加一颗硬盘,并且将其中的某个分区规划为swap 的文件系统   1、(1) fdisk /dev/hd[a-d]   (2) 将该分区的ID改为82 ,...1-16]   将上面1中的分区格式化为swap的档案格式   3、swapon /dev/hd[a-d][1-16]   启动swap ,顺便说一下 关掉swap的命令为swapoff   二、建立虚拟内存档案

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