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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...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。...在保护模式下,我们知道无论CPU运行于用户态还是核心态,CPU执行程序所访问的地址都是虚拟地址,MMU 必须通过读取控制寄存器CR3中的值作为当前页面目录的指针,进而根据分页内存映射机制(参看相关文档)

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Linux - Linux内存管理

---- 物理内存和虚拟内存 直接从物理内存读写数据要比从硬盘读写数据要快得多,因此,我们希望所有数据的读取和写入都在内存中完成,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。...也就是说,这个free值是包括buffers和cache项大小的, 对于应用程序来说,buffers/cache占有的内存是可用的,因为buffers/cache是为了提高文件读取的性能。...---- 缓冲区(buffer)与缓存(cache)的异同 在Linux操作系统中,当应用程序需要读取文件中的数据时,操作系统先分配一些内存,将数据从磁盘读入这些内存中,然后再将数据分发给应用程序;当需要往文件中写入数据时...然而,如果有大量数据需要从磁盘读取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。...当操作系统需要读取某些文件时,会首先在缓冲区与缓存内查找,如果找到,直接读出并传送给应用程序,如果没有找到需要数据,才从磁盘读取,这就是操作系统的缓存机制。通过缓存,大大提高了操作系统的性能。

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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...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

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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....例如, 可以用在向内存读取文件时....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?...如果涉及该page的I/O操作发生了错误, 则该位被设置 PG_referenced 表示page刚刚被访问过 PG_uptodate 表示page的数据已经与后备存储器是同步的, 即页的数据已经从块设备读取

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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....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

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Linux内存描述之内存区域zone--Linux内存管理(三)

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...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....counter * drift allowing watermarks to be breached * 在空闲页的数目少于这个点percpu_drift_mark的时候 * 当读取和空闲页数一样的内存页时...中对这个变量作初始化 max_pfn 系统可用的最后一个PFN是max_pfn变量, 这个变量的初始化完全依赖与硬件的体系结构. max_possible_pfn x86的系统中, find_max_pfn函数通过读取

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Linux内存管理

本篇介绍 本篇介绍下Linux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。...; /* for /proc/PID/auxv */ struct percpu_counter rss_stat[NR_MM_COUNTERS]; struct linux_binfmt...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?...因此看到物理可用内存不足并不表示需要换物理内存条了。

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Linux 内存管理

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。...例如,你在进行C语言指针编程中,可以读取指针变量本身值(&操作),实际上这个值就是逻辑地址,它是相对于你当前进程数据段的地址,不和绝对物理地址相干。...Linux仅把可执行映像的一小部分 装入物理 内存. 当需要访问未装入的页面时 . 系统产生一个缺页中断 , 把需要的页读入 物理内存。 ...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 ....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

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Linux内存修改

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。

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Pandas内存优化和数据加速读取

在进行数据分析时,导入数据(例如pd.read_csv)几乎是必需的,但对于大的CSV,可能会需要占用大量的内存读取时间,这对于数据分析时如果需要Reloading原始数据的话会非常低效。...Dataquest.io 发布了一篇关于如何优化 pandas 内存占用的教程,仅需进行简单的数据类型转换,就能够将一个棒球比赛数据集的内存占用减少了近 90%,而pandas本身集成上的一些压缩数据类型可以帮助我们快速读取数据...它是一个类似字典的类,因此您可以像读取Python dict对象一样进行读写。而feather format也是内置的一个压缩格式,在读取的时候会获得更快的加速。 3....优化效果展示 这里我将这种优化方法写成一个类,并分别提供数据的压缩优化以及读取加速的API,以方便去使用他:GitHub[1] ?...可以看出,原CSV文件占用内存为616.95MB,优化内存后的占用仅为173.9MB,且相对于原来pd.read_csv的7.7s的loading time,读入优化后的预处理数据文件能很大程度上的加速了读取

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Linux用尽内存

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。...inDocumentation/vm/overcommit-accounting in the Linux kernel’s source code. ...numbers in /proc/sys/vm/overcommit_memory: 你可以根据Documentation/vm/overcommit-accounting通过/proc目录的配置改变linux...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

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Linux内核高端内存

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

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Linux 内存池【转】

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。

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Linux 内核 内存管理】Linux 内核内存布局 ③ ( Linux 内核 动态分配内存 系统接口函数 | 统计输出 vmalloc 分配的内存 )

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

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Linux 内存管理初探

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 ?...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

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