在linux内核中，所有的物理内存都用struct page结构来描述，这些对象以数组形式存放，而这个数组的地址就是mem_map。...mem_map的作用 mem_map是一个数组，存放了所有的页描述符。一个页对应一个页描述符。...mem_map的定义 /* \linux\mm\memory.c */ #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES /* use the per-pgdat data instead...也就是说，mem_map是node下一级的一个概念。...*/ alloc_node_mem_map源码分析 /* \linux\mm\page_alloc.c */ static void __ref alloc_node_mem_map(struct pglist_data
伙伴系统是常用的内存分配算法，linux内核的底层页分配算法就是伙伴系统，伙伴系统的优点就是分配和回收速度快，减少外部碎片。...然后又看了一下linux4.8的buddy system实现，linux的buddy system主要进行page分配也是linux最底层的分配，其他的分配算法都是以这个分配为基础，在x86架构下一个page...linux对内存进行了分区包括低端内存区，高端内存区，dma区，而且还对numa架构做了很多处理，对页面也进行了分类，这些不是讨论的重点，现在主要是提取linux的buddy算法，只提取核心部分，可以在控制台下运行...最大的是10，也就是1024个基本单位，所以linux在x86下一次最多可分配4MB内存。 ...PAGE_NUMS]; free_area_t free_area[MAX_ORDER]; #define PAGE_TO_PFN(page) ((unsigned int)(page - mem_map
/* * linux/mm/memory.c * * (C) 1991 Linus Torvalds */ /* * demand-loading started 01.12.91 -...invalidate()"s - I wasn't doing enough of them. */ #include #include #include #include #include volatile void do_exit(long code); static...[addr]--) return; mem_map[addr]=0; panic("trying to free free page"); } /* * This function...= 1) printk("mem_map disagrees with %p at %p\n",page,address); // 计算页目录项 page_table =
/* * linux/mm/memory.c * * Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994 Linus Torvalds */ /* * demand-loading...* Idea by Alex Bligh (alex@cconcepts.co.uk) */ #include #include #include #include #include #include ...#include #include #include #include ...*/ // 如果有多个进程在使用，则需要为执行写操作的进程，新增一个页表项，指向新页，如果只有一个进程在使用，则不需要 if (mem_map[MAP_NR(old_page)] !
物理地址空间布局 Linux系统在初始化时，会根据实际的物理内存的大小，为每个物理页面创建一个page对象，所有的page对象构成一个mem_map数组。...Linux内核空间虚拟地址分布 ? 在 Kernel Image 下面有 16M 的内核空间用于 DMA 操作。...由于 ZONE_NORMAL 和内核线性空间存在直接映射关系，所以内核会将频繁使用的数据如 Kernel 代码、GDT、IDT、PGD、mem_map 数组等放在 ZONE_NORMAL 里。...Linux物理地址和虚拟地址的关系 ? Linux 将 4G 的线性地址空间分为2部分，0~3G 为 user space，3G~4G 为 kernel space。...到这里我们应该知道了 Linux 是如何用虚拟地址来映射物理地址的，最后我们用一张图来总结一下： ?
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...mem_map是一个struct page的数组，管理着系统中所有的物理内存页面。...在系统启动的过程中，创建和分配mem_map的内存区域, mem_map定义在mm/page_alloc.c?...; EXPORT_SYMBOL(max_mapnr); EXPORT_SYMBOL(mem_map); #endif UMA体系结构中, free_area_init函数在系统唯一的struct node...对象contig_page_data中node_mem_map成员赋值给全局的mem_map变量
---------------------------------------------------------- // dram.c // // This module implements a Linux...(mem_map结构体数组用来表示所有物理页) pfn(page frame number)，是物理页号 (还是物理地址？...-a; //a[10]就好比page，a就好比mem_map，只不过mem_map是一个结构体数组 #define pfn_to_page(pfn) ((mem_map + (pfn)) - PHYS_PFN_OFFSET...Stop. make: *** [default] Error 2 参考 对于结构体指针+、-常数的理解(page_to_pfn和pfn_to_page) Linux用户程序如何访问物理内存 Linux...中的虚拟地址、物理地址和内存管理方式 利用mmap /dev/mem 读写Linux内存 判断内存地址是否缺页 写自己的内核模块——获取一个进程的物理地址 copy_from_user分析
若共享操作不成功，那么只能从相应文件中读入所缺的数据页面到指定线性地址处 //在linux/mm/memory.c中 //错误码和对应产生错误的虚拟地址 void do_no_page(unsigned...; } ---- put_page put_page用来完成物理页面与一个线性地址页面的挂接，从而将一个线性地址空间内的页面落实到物理地址空间内， page为物理地址，address为线性地址 //在linux...=1是检查这个page地址对应的物理内存页面 // 是不是已经注册过的页面（用get_free_page函数申请，申请时会再mem_map中 // 注册这个页面，也就是把这个页面对应的mem_map项加...=1就要警告） if (mem_map[(page-LOW_MEM)>>12] !...---- 参考 Linux内存管理之copy_page_tables源码理解
一、前言 在linux内核中支持3中内存模型，分别是flat memory model，Discontiguous memory model和sparse memory model。...所谓memory model，其实就是从cpu的角度看，其物理内存的分布情况，在linux kernel中，使用什么的方式来管理这些物理内存。...在linux操作系统中，物理内存是按照page size来管理的，具体page size是多少是和硬件以及linux系统配置相关的，4k是最经典的设定。...三、Linux 内核中的三种memory model 1、什么是FLAT memory model？...而，每个节点管理的物理内存保存在struct pglist_data 数据结构的node_mem_map成员中（概念类似flat memory中的mem_map）。
因此linux内核需要用一种体系结构无关的方式来表示内存....并不是所有的node都有3个zone的，比如一个CPU簇就可能没有ZONE_DMA区域 node_mem_map node中的第一个page，它可以指向mem_map中的任何一个page，指向page实例数组的指针...，用于描述该节点所拥有的的物理内存页，它包含了该页面所有的内存页，被放置在全局mem_map数组中 bdata 这个仅用于引导程序boot 的内存分配，内存在启动时，也需要使用内存，在这里内存使用了自举内存分配器...*/ /* /*起始页面帧号，指出该节点在全局mem_map中的偏移 系统中所有的页帧是依次编号的，每个页帧的号码都是全局唯一的（不只是结点内唯一） */ unsigned...; #define NODE_DATA(nid) (&contig_page_data) #define NODE_MEM_MAP(nid) mem_map else /*
1) FLATMEM 在这种情况下，宏_pfn_to_page的定义是： #define __pfn_to_page(pfn) (mem_map + ((pfn) - ARCH_PFN_OFFSET)...) 而这个mem_map的定义是 struct page *mem_map; 所以在这种情况下，page struct就是一个大数组，所有的人都按照自己的物理地址有序得挨着。...commit c4e1be9ec1130fff4d691cdc0e0f9d666009f9ae Author: Dave Hansen Date...为了看得清，我们把这两个定义再拿过来对比一下： 先看看FLATMEM时的定义： #define __pfn_to_page(pfn) (mem_map + ((pfn) - ARCH_PFN_OFFSET
old_page对应的物理页引用数为1，可以直接修改内容，置可写标记位（第二位） if (old_page >= LOW_MEM && mem_map[MAP_NR(old_page)]==1)...get_free_page())) oom(); // 页的引用数减一，因为有一个进程不使用这块内存了 if (old_page >= LOW_MEM) mem_map
= pte_val(entry)) { free_page(pte_page(page)); return; } if (mem_map[MAP_NR(pte_page(page))] >...... // 记录物理地址 shp->shm_pages[idx] = pte_val(pte); } mem_map
伙伴系统分配算法 在上一节, 我们介绍了Linux内核怎么管理系统中的物理内存....在Linux内核中, 把两个物理地址相邻的内存页当作成伙伴, 因为Linux是以页面号来管理内存页的, 所以就是说两个相邻页面号的页面是伙伴关系....Linux内核使用 free_area[i] 管理 2i 个内存页面大小的内存块列表....在后面的Linux版本中改进了这个问题....zone = page->zone; mask = (~0UL) << order; // 获取一个后order个位为0的长整型数字 base = mem_map + zone
内存节点结构体在linux内核include/linux/mmzone.h文件中， /* * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t...内存节点被划分为内存区域,内存区域结构体在linux内核include/linux/mmzone.h文件中 struct zone { unsigned long watermark[NR_WMARK...内存区域结构体在linux内核include/linux/mm_types.h文件中 struct page { unsigned long flags; /* Atomic flags, some...而，每个节点管理的物理内存保存在struct pglist_data 数据结构的node_mem_map成员中（概念类似flat memory中的mem_map）。...其实 Linux 倾向于另外一种从虚拟地址到物理地址的转换方式，称为分页（Paging）。
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....; #define NODE_DATA(nid) (&contig_page_data) #define NODE_MEM_MAP(nid) mem_map else /*...尤其是, Linux内核必须处理80x86体系结构的两种硬件约束....页的数据结构对象都保存在mem_map全局数组中，该数组通常被存放在ZONE_NORMAL的首部，或者就在小内存系统中为装入内核映像而预留的区域之后。...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
printk("Trying to put page %p at %p\n",page,address); // page对应的物理页面没有被分配则说明有问题 if (mem_map...= 1) printk("mem_map disagrees with %p at %p\n",page,address); // 计算页目录项的偏移地址，页目录首地址再物理地址.../ 使tlb失效 invalidate(); // 算出页数，物理页引用数加一 phys_addr -= LOW_MEM; phys_addr >>= 12; mem_map
一个程序要运行，那肯定对应要有一个进程，因此首先是创建进程，分配完各种资源后，才能运行，而创建进程的流程之前已经分析过了，简化下就是这几步: fork()—>sys_fork—>copy_process 在linux...可以看出linux 0.11中代码段和数据段是不进行区分的，因此这两者是共享一块虚拟内存的 ---- 进程0、进程1、进程2的虚拟地址 每个进程的代码段、数据段都是一个段 每个进程占64M虚拟地址空间...，互不重叠 因为每个进程的段空间不重叠，意味着各个进程的虚拟空间中的虚拟地址不会重叠，那么对应各个进程的虚拟地址解析得到的虚拟页号不会重叠，因此在linux 0.11中多个进程可以共享一套页表。...其中old_data_base是父进程局部描述符表LDT中数据段的基地址（虚拟地址空间） new_data_base为即将创建的子进程在虚拟地址空间中的基地址 linux 0.11中整个4G大小的虚拟内存是等分的...= this_page; //将源页表项存进目的页表项 if (this_page > LOW_MEM) { //如果是主内存区，1MB以内不参与用户分页管理，1MB以上mem_map
而我们今天要讲的boot阶段就是系统初始化阶段使用的内存分配器. 1 前景回顾 1.1 Linux内存管理的层次结构 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...尤其是, Linux内核必须处理80x86体系结构的两种硬件约束....出于节省内存的考虑，struct page中使用了大量的联合体union. mem_map是一个struct page的数组，管理着系统中所有的物理内存页面。...在系统启动的过程中，创建和分配mem_map的内存区域, mem_map定义在mm/page_alloc.c?...因此我们可以把linux内核的内存管理分三个阶段。
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