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。...x86 分页机制 前面介绍过，应用程序中的逻辑地址需要通过分段机制和分页机制转换后才能得到真正的物理地址。由于Linux把代码段和数据段的基地址都设置为0，所以逻辑地址中的偏移量就等价于线性地址。...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。...最后通过调用 insert_vm_struct() 函数把这个结构添加到进程的虚拟内存地址链表中。
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....在Linux内核中，页表的实现是非常复杂的。为了方便管理，内核使用了一种称为“页全局目录”（Page Global Directory, PGD）的数据结构来存储页表。
在我们自己的购买的服务器环境中，一般是买的1g的内存，但是当服务器里面的东西装的比较多的时候就会导致内存不够用了,这个时候可以通过增加虚拟内存来夸大内存容量。...Linux设置虚拟内存 交换技术 交换（Swapping）技术它的主要特点是：打破了一个程序一旦进入内存，就一直驻留在内存直到运行结束的限制。...为了解决这个问题，可以在操作系统中增加交换（对换）功能，即由操作系统根据需要，将内存中暂时不具备运行条件的部分程序或数据移到外存（换出），以便腾出足够的内存空间，将外存中需要运行的程序或数据调入内存（换入...在具有交换功能的操作系统中，一般将外存空间分为文件区和交换区（对换区）。文件区用来存放文件，而交换区则用来存放从内存中换出的进程，或等待换入内存的进程。...cache: 326 654 Swap: 4095 0 4095 [root@localhost swap]# 设置开机自动启用虚拟内存
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。...在其中使用的就是局部性原理，当操作系统访问未被缓存的页，就会发生缺页中断，操作系统需要将磁盘上未被缓存的虚拟页加载到物理内存中。...而另一个概念虚拟存储器，也是使用局部性原理，将程序部分载入内存，这样的情况下4G内存，可以运行比4G大的程序，看起来内存大了，实际是部分程序还在磁盘中。...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。
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。...而在现代操作系统中，多任务已是标配。多任务并行，大大提升了 CPU 利用率，但却引出了多个进程对内存操作的冲突问题，虚拟内存概念的提出就是为了解决这个问题。...Linux 提出 SWAP 的概念，Linux 中可以使用 SWAP 分区，在分配物理内存，但可用内存不足时，将暂时不用的内存数据先放到磁盘上，让有需要的进程先使用，等进程再需要使用这些数据时，再将这些数据加载到内存中...在 Linux 中，内存设置被映射为 /dev/mem，root 用户通过对这个文件读写，可以直接操作内存。...常用管理命令 我们也可以自己来管理 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”。...而在现代操作系统中，多任务已是标配。多任务并行，大大提升了 CPU 利用率，但却引出了多个进程对内存操作的冲突问题，虚拟内存概念的提出就是为了解决这个问题。 ?...Linux 提出 SWAP 的概念，Linux 中可以使用 SWAP 分区，在分配物理内存，但可用内存不足时，将暂时不用的内存数据先放到磁盘上，让有需要的进程先使用，等进程再需要使用这些数据时，再将这些数据加载到内存中...在 Linux 中，内存设置被映射为 /dev/mem，root 用户通过对这个文件读写，可以直接操作内存。...常用管理命令 ---- 我们也可以自己来管理 Linux 的虚拟内存。
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。...当不同的进程使用同样的代码时，比如库文件中的代码，物理内存中可以只存储一份这样的代码，不同的进程只需要把自己的虚拟内存映射过去就可以了，节省内存 虚拟内存很适合在多道程序设计系统中使用，许多程序的片段同时保存在内存中...当进程访问这些没有建立映射关系的虚拟内存时，处理器自动触发一个缺页异常。 缺页中断：在请求分页系统中，可以通过查询页表中的状态位来确定所要访问的页面是否存在于内存中。
而在现代操作系统中，多任务已是标配。多任务并行，大大提升了 CPU 利用率，但却引出了多个进程对内存操作的冲突问题，虚拟内存概念的提出就是为了解决这个问题。 ?...Linux 提出 SWAP 的概念，Linux 中可以使用 SWAP 分区，在分配物理内存，但可用内存不足时，将暂时不用的内存数据先放到磁盘上，让有需要的进程先使用，等进程再需要使用这些数据时，再将这些数据加载到内存中...在 Linux 中，内存设置被映射为 /dev/mem，root 用户通过对这个文件读写，可以直接操作内存。...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。
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 ，...其中82为swap的磁盘档案格式代号 2、mkswap /dev/hd[a-d][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
今天给大家分享Linux虚拟内存相关的知识，希望的对大家能有所帮助！ 1、虚拟内存 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”。...而在现代操作系统中，多任务已是标配。多任务并行，大大提升了 CPU 利用率，但却引出了多个进程对内存操作的冲突问题，虚拟内存概念的提出就是为了解决这个问题。 上图是虚拟内存最简单也是最直观的解释。...Linux 提出 SWAP 的概念，Linux 中可以使用 SWAP 分区，在分配物理内存，但可用内存不足时，将暂时不用的内存数据先放到磁盘上，让有需要的进程先使用，等进程再需要使用这些数据时，再将这些数据加载到内存中...在 Linux 中，内存设置被映射为 /dev/mem，root 用户通过对这个文件读写，可以直接操作内存。...8.4 常用管理命令 我们也可以自己来管理 Linux 的虚拟内存。
接上篇：十问 Linux 虚拟内存管理 ( 一 ) 五. free 的内存真的释放了吗（还给 OS ） ? 前面所有例子都有一个很严重的问题，就是分配的内存都没有释放，即导致内存泄露。...其中 majflt 与 minflt 的不同是， majflt 表示需要读写磁盘，可能是内存对应页面在磁盘中需要 load 到物理内存中，也可能是此时物理内存不足，需要淘汰部分物理页面至磁盘中。...不过， mallinfo 结构有一个很致命的问题，就是其成员定义全部都是 int ，在 64 位环境中，其结构中的 uordblks/fordblks/arena/usmblks 很容易就会导致溢出，应该是历史遗留问题...然而，以上主要介绍了 glibc 虚拟内存管理主要内容，事实上，在并发情况下， glibc 的虚存管理会更加复杂，碎片情况也可能更严重，这将在另一篇再做介绍。...https://en.wikipedia.org/wiki/X86-64#Canonical_form_addresses https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux
因此，需要深入学习 Linux 的虚拟内存管理方面的内容来解释这个现象。...Linux 的虚拟内存管理有几个关键概念： 每个进程有独立的虚拟地址空间，进程访问的虚拟地址并不是真正的物理地址 虚拟地址可通过每个进程上页表与物理地址进行映射，获得真正物理地址 如果虚拟地址对应物理地址不在物理内存中...，则产生缺页中断，真正分配物理地址，同时更新进程的页表；如果此时物理内存已耗尽，则根据内存替换算法淘汰部分页面至物理磁盘中。...基于以上认识，这篇文章通过本人以前对虚拟内存管理的疑惑由浅入深整理了以下十个问题，并通过例子和系统命令尝试进行解答。 Linux 虚拟地址空间如何分布？ 32 位和 64 位有何不同？...这也是 Linux 虚拟内存管理的核心概念之一。 四. 如何查看进程虚拟地址空间的使用情况？ 进程地址空间被分为了代码段、数据段、堆、文件映射区域、栈等区域，那怎么查询这些虚拟地址空间的使用情况呢？
swapon swapfile 如果需要每次进入都自动启动，需修改/etc/fstab自动挂载： 在文件中加入 /disk2/swap swap defaults 0 0 （因为我是在disk2中创建的
所以，Linux 根据功能上的差异，来对虚拟内存空间进行管理。 今天，我们来介绍一下 Linux 对虚拟内存空间管理的细节。...段 之前我们说过，在 32 位的操作系统中，每个进程都拥有 4GB 的虚拟内存空间。Linux 根据功能上的差异，把整个虚拟内存空间划分为多个不同区间，称为 段。...虚拟内存区 从上面的介绍可知，Linux 按照功能上的差异，把虚拟内存空间划分为多个 段。那么在内核中，是通过什么结构来管理这些段的呢？ 答案就是：vm_area_struct。...在 Linux 系统中，就是使用这种文件格式来存储一个可执行的应用程序。...总结 本文主要介绍了 Linux 内核是怎么加载应用程序，并且在虚拟内存中建立各个段的布局。
虚拟内存（之所以称为虚拟内存，是和系统中的逻辑内存和物理内存相对而言的，逻辑内存是站在进程角度看到的内存，因此是程序员关心的内容。而物理内存是站在处理器角度看到的内存，由操作系统负责管理。...SWAP(意思是“交换”、“实物交易”)分区是Linux的交换分区。...（需要严重注意的是它和内存映射文件的区别，linux虚拟内存或者说交换分区是在磁盘中有一个指定的区域即swap。）...交换分区实际存在于磁盘中，不过Linux系统可以将它当作内存使用，当物理真实内存不足的时候交换分区就可以和真实内存进行数据交换。简单地说就是从磁盘里拿出一块空间当作内存的储备区。...介绍 在我们自己的购买的服务器环境中，一般是买的1g的内存，但是当服务器里面的东西装的比较多的时候就会导致内存不够用了，本文将模拟一个真实的内存不够用的情况下，如何通过修改虚拟内存来让系统正常运行，我们这里的环境是搭建一个
而在现代操作系统中，多任务已是标配。多任务并行，大大提升了CPU利用率，但却引出了多个进程对内存操作的冲突问题，虚拟内存概念的提出就是为了解决这个问题。 这张图是虚拟内存最简单也是最直观的解释， ?...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...内存与swap之间是按照内存页为单位来交换数据的，一般Linux中页的大小设置为4Kb。而内存与磁盘则是按照块来交换数据的。...具体可以查看为什么linux下多线程程序如此消耗虚拟内存。 而真实占用的物理内存要看RES(resident)列，这一列的值才是真正被映射到物理内存的大小。...在Linux系统中，启动一个程序，他占用的内存假设是1G，但是运行一段时间后，使用top查看进行信息，你会发现它的内存只剩几十M了，这是因为内存不足，他的内存被swap走了。
字节） V** 虚拟页号 TLBI TLB 索引 TLBT TLB 标记 image.png TLB(Translation Lookaside Buffer)：翻译后背缓冲区/快表，是一个小的虚拟内存地址...按需调度和独立的虚拟地址空间（即每个进程拥有独立的虚拟地址空间）的结合，对系统中内存的使用和管理造成了深远的影响。 VM 简化了链接和加载、代码和数据共享，以及应用程序的内存分配。...简化加载：虚拟内存还使得容易向内存中加载可执行文件和共享对象文件。 简化共享：独立地址空间机制为操作系统提供了一个管理用户进程和操作系统自身之间共享的一致机制。...即通过将不同进程中适当的虚拟页面映射到相同的物理页面，从而实现多个进程共享这部分代码。 简化内存分配：虚拟内存为向用户进程提供一个简单的分配额外内存的机制。
等等吧 于是衍生成了虚拟内存的技术, 虚拟内存将内存存储在磁盘中, 待到需要的时候再读取到物理内存中. 分段 计算机中的一切问题, 都可以通过增加一个中间层来解决....进程能够看到的仍然只有虚拟内存, 不过, 操作系统将虚拟内存按照4k(比如) 的大小分成了很多块, 每一块称为一页....其维护了虚拟内存中每一页到物理内存的映射关系, 这样就可以做到, 只将目前需要的部分内容读取到内存中....若读取时, 发现还没有读到物理内存内存中, 则交由操作系统将其读取到物理内存中, 并更新查询表....因为有了虚拟内存的存在, 才可以在一个物理内存128m 的机器上, 运行需要内存200m 的进程, 虽然相比直接运行在物理内存上, 速度上要有一些牺牲. 在32位机器上, 虚拟内存最大为4G.
说明：很多人的VPS服务器由于内存太小，会导致很多进程被杀掉，这时候就需要我们添加Swap虚拟内存了，这里就整了个一键脚本方便懒人或小白使用。
虚拟内存是什么？...它是对主存和I/O设备的抽象，这一点在漫谈进程和线程中已经提及过，也就是说，虚拟内存是将内存看做硬盘的高速缓存，内存中只保存程序的活动区域，根据需要在硬盘和内存之间传输数据；同时，虚拟内存为每个进程提供一个一致的地址空间...此外，虚拟内存保护每个进程的地址空间不被其他进程破坏，那么，通过何种方法使得每个进程的地址空间是独立的？看完本文，这个问题你自然就知道答案了。...[段页结合] 虚拟内存具体实现 这里介绍Linux中的虚拟内存的具体实现，如下图，task_struct结构体是进程描述符，属于进程管理（PCB），其中，mm（memory manage）表示内存管理，...] Linux缺页中断：MMU（内存管理单元）试图翻译一个虚拟地址A，当这个虚拟地址对应的物理地址不在内存中是，触发一个缺页中断。
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