因为内核在内存管理完全初始化之前就需要使用内存. 在系统启动过程期间, 使用了额外的简化悉尼股市的内存管理模块, 然后在初始化完成后, 将旧的模块丢弃掉....由于内存管理是内核一个非常重要的部分, 因此在特定体系结构的设置步骤中检测并确定系统中内存的分配情况后, 会立即执行内存管理的初始化....移交早期的分配器到内存管理器 最后我们的内存管理器已经初始化并设置完成, 可以投入运行了, 因此内核将内存管理的工作从早期的内存分配器(bootmem或者memblock)移交到我们的buddy伙伴系统...Linux内存管理伙伴算法 linux 内存管理 - paging_init 函数 free_area_init_nodes初始化了NUMA系统中所有结点的pg_data_t和zone、page...page页面 在free_area_init_core初始化内存管理区zone的过程中, 通过memmap_init函数对每个内存管理区zone的page内存进行了初始化 memmap_init函数定义在
在内存管理的上下文中, 初始化(initialization)可以有多种含义. 在许多CPU上, 必须显式设置适用于Linux内核的内存模型....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..., 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, 因此内核将物理地址或者成用zone_t表示的不同地址区域...) 在初始化过程中, 还必须建立内存管理的数据结构, 以及很多事务....因为内核在内存管理完全初始化之前就需要使用内存. 在系统启动过程期间, 使用了额外的简化内存管理模块, 然后在初始化完成后, 将旧的模块丢弃掉. 因此我们可以把linux内核的内存管理分三个阶段。
业余时间写的玩具操作系统，准备把内存管理部分加强一下，伙伴系统分配页面算法已经完成，下面就要开始写更加细粒度的内存分配，毕竟伙伴系统是按照页为基本单位分配的，参考内核版本linux2.6.30，没分析高版本的源码...slab算法是一个高效的内存分配算法，它通过把经常使用的内存块比如32字节，64字节大小或者某个常用结构体大小的类型组织成一个kmem_cache结构，经常分配和释放的内存会保存在一个array_cache...数组里，这样对频繁分配和释放的内存，分配和回收效率都是O(1)。...整体结构就是如下图，其中一个slab包含1到多个页面，slab管理结构可能在页面上，也可能从其它kmem_cache上动态分配的。 ...sizes++; names++; } /* 4) Replace the bootstrap head arrays */ //替换cache_cache的array_cache成员，使用slab管理的空闲内存替换全局内存区
我们接着看linux初始化内存的下半部分，等内存初始化后就可以进入真正的内存管理了，初始化我总结了一下，大体分为三步： 物理内存进系统前 用memblock模块来对内存进行管理 页表映射 zone初始化...前两步在linux里分别对应如下操作： fixed map 加载dtb ：Uboot会将kernel image和dtb拷贝到内存中，并且将dtb物理地址告知kernel 系统解析dtb里的内存参数：...对物理内存“划分”的初始化，包括node, zone, page frame，以及对应的数据结构。...在讲这个函数之前，我们需要了解下物理内存组织。 「Linux是如何组织物理内存的？」...最后 至此linux对物理内存的初始化和虚拟地址和物理地址的映射关系算是告一段落，相信你已经知道 linux 虚拟寻址空间layout的来龙去脉，以及如何把物理内存通过node, zone, page
看了很多关于linux内存管理的文章还是云里雾里，听了很多关于linux内存管理的课程还是一头雾水。...本着对内存深度剖析的态度，希望以版本kernel-4.14，架构AARCH64为专题做个内存管理的架构性整理。 这篇文章我们先来看下linux在启动过程中的初始化。...fixmap区之early ioremap: 对于一些硬件需要在内存管理系统起来之前就要工作的，我们就可以使用这种机制来映射内存给这些硬件driver使用。...系统内存的布局： 完成dtb的map之后，内核可以访问这一段的内存了，通过解析dtb中的内容，内核可以勾勒出整个内存布局的情况，为后续内存管理初始化奠定基础。...完成： 通过上面的一系列操作，需要动态管理的内存已经被放到了memory type和reserved type这两个region中了，现在内存已经被memblock模块所管理了，这只是启动后的第一步，后续内存才会加入到伙伴系统去管理
移除交换空间 ---- 概念 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。...当需要用到原始内容时，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。...要深入了解Linux内存运行机制，需要知道下面提到的几个方面。 首先，Linux系统会不时地进行页面交换操作，以保持尽可能多的空闲物理内存。...其次，Linux进行页面交换是有条件的，不是所有页面在不用时都交换到虚拟内存中，Linux内核根据“最近最经常使用”算法，仅仅将一些不经常使用的页面文件交换到虚拟内存中。
有了armv8架构访问内存的理解，我们来看下linux在内存这块的初始化就更容易理解了。...fixmap区之early ioremap: 对于一些硬件需要在内存管理系统起来之前就要工作的，我们就可以使用这种机制来映射内存给这些硬件driver使用。...系统内存的布局： 完成dtb的map之后，内核可以访问这一段的内存了，通过解析dtb中的内容，内核可以勾勒出整个内存布局的情况，为后续内存管理初始化奠定基础。...通过memblock_add加入到memblock.memory对应的memblock_type链表中进行管理。...通过上面的一系列操作，需要动态管理的内存已经被放到了memory type和reserved type这两个region中了，现在内存已经被memblock模块所管理了，这只是启动后的第一步......
1 今日内容(分页机制初始化) 在初始化内存的结点和内存区域之前, 内核先通过pagging_init初始化了内核的分页机制....在分页机制完成后, 才会开始初始化系统的内存数据结构(包括内存节点数据和内存区域), 并在随后初始化buddy伙伴系统来接管内存管理的工作 2 分页机制初始化 arm64架构下, 内核在start_kernel...()->setup_arch()中通过arm64_memblock_init( )完成了memblock的初始化之后, 接着通过setup_arch()->paging_init()开始初始化分页机制...这对管理普通应用程序和内核访问内存的方式，有深远的影响 2.1 虚拟地址空间(以x86_32位系统为例) 因此在仔细考察其实现之前，很重要的一点是解释该函数的目的 在x86_32系统上内核通常将总的4GB...区域 存储内容 栈 局部变量, 函数参数, 返回地址等 堆 动态分配的内存 BSS段 未初始化或初值为0的全局变量和静态局部变量 数据段 一初始化且初值非0的全局变量和静态局部变量 代码段 可执行代码,
本篇介绍 本篇介绍下Linux的内存管理，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。...分段和分页 谈到内存管理，最先想到的就是分段和分页机制。...分页 分段机制的确很优秀，不过还可以再优秀一点，那就是分页机制，分段有个不足就是按段来管理，毕竟段相对于内存来说还是太大了，比如代码段，数据段之类的有可能很大，按这么大粒度管理可能还是会存在内存碎片问题...分页把地址空间按照页框来管理，一般是4k，也有其他款式的，总之要和物理内存的页框大小匹配上。这样内存就按照页框的粒度来管理就好了。...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？
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。...物理内存管理在另外一篇：《操作系统内存管理(思维导图详解)》 1、程序的进程在内存的数据结构 一.Linux 进程在内存数据结构 ---- 1、存储（没有调入内存）阶段： 可以看到一个可执行程序在存储...（没有调入内存）时分为代码段，数据段，未初始化数据段三部分： 1) 代码段：存放CPU执行的机器指令。...3) 未初始化数据区（uninitializeddata segment,BSS)：存放全局未初始化的变量。BSS的数据在程序开始执行之前被初始化为0或NULL。 ...并且提供段 内分页管理机制 ． 为 Linux虚拟内存管理机制提供了支持 。
查看Linux内存使用情况 free -m Linux内存清理：绝大多数情况下都不需要此操作，因为cache的内存在需要的时候是可以自动释放的～ 最好先sync几次，再清理内存，有下面三个级别，数值越大清理越彻底...1 > /proc/sys/vm/drop_caches echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches 更多内存清理的介绍参见转载的文章...：http://www.cnblogs.com/jyzhao/articles/3999185.html Linux共享内存 ipcs -a 查看内存条数 dmidecode | grep -A16 "
至此，bootmem_init已经完成了节点和管理区的关键数据已完成初始化, 内核在后面为内存管理做得一个准备工作就是将所有节点的管理区都链入到zonelist中，便于后面内存分配工作的进行....中完成了内存数据结构的初始化(包括内存结点pg_data_t, 内存管理域zone和页面信息page), 数据结构已经基本准备好了, 在后面为内存管理做得一个准备工作就是将所有节点的管理区都链入到zonelist...2.3 build_all_zonelists初始化zonelists 内核在start_kernel中通过build_all_zonelists完成了内存结点及其管理内存域的初始化工作, 调用如下..., 方便以后内存管理工作的进行....内核在初始化内存管理区时, 必须要建立管理区表zone_table. 参见mm/page_alloc.c?
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...4 页框管理 4.1 页框管理 Linux采用4KB页框大小作为标准的内存分配单元。...每个管理区又有自己的描述符，描述了该管理区空闲的页框，保留页数目等。每个页描述符都有到内存节点和到节点管理区的连接（被放在flag的高位字段）。...内核调用一个内存分配函数时，必须指明请求页框所在的管理区，内核通常指明它愿意使用哪个管理区。 4.2 保留的页框池 如果有足够的空闲内存可用、请求就会被立刻满足。...内核通过内核页全局目录来管理所有的物理内存，由于线性地址前3G空间为用户使用，内核页全局目录前768项（刚好3G）除0、1两项外全部为0，后256项（1G）用来管理所有的物理内存。
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
内存管理是操作系统内核中最复杂的部分之一， start_kernel函数在内核启动第一个init进程前初始化了所有的内核特性（包括那些依赖于不同架构的特性），你也许还记得引导时创立的临时页表，但复杂的内存管理部分还没有开始...，当start_kernel函数被调用时，我们会看到初期内存管理到更复杂的内存管理数据结构和技术的转变，为了更好的理解内核的初始化过程，我们需要对这些技术有更清晰的理解，今天我们会着重讨论这个过程，主要针对初期的内存管理...，也不参与内存的分配，称之为静态内存； GPU/camera/多核共享的内存都需要预留大量连续内存，这部分内存平时不使用，但是必须为各个应用场景预留，这样的内存称之为预留内存； 内存其余的部分，是需要内核管理的内存...memblock是什么 memblock介绍 memblock即linux启动后kernel管理内存空间抽象出来的结构，此时buddy系统和slab分配器等并没有初始化，当需要执行一些内存管理、内存分配的任务...，此时就是有初期的管理模块memblock机制。
导语 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？...内存地址空间 1、linux 内存地址空间 Linux 内存管理全貌 [1502333613282_2762_1502333613646.jpg] 2、内存地址——用户态&内核态 用户态：Ring3...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
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....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...(node), 内存则被分簇, 每个CPU对应一个本地物理内存, 即一个CPU-node对应一个内存簇bank，即每个内存簇被认为是一个节点 管理区(Zone) 每个物理内存节点node被划分为多个内存管理区域..., 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:...的机器，管理区(内存区域)类型如下分布 类型 区域 ZONE_DMA 0~15MB ZONE_NORMAL 16MB~895MB ZONE_HIGHMEM 896MB~物理内存结束 内核在初始化内存管理区时
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： 为什么需要管理内存 linux段页管理机制 内存碎片的产生机理 为什么需要管理内存 老子的著名观点是无为而治...在linux系统中如果以一种原始简单的方式管理内存是存在一些问题的，我们来看几个场景。...物理内存和内存碎片 ---- 前面说的段页管理机制算是虚拟空间的部分，然而linux内存管理的另外一个重要部分就是物理内存的管理了，也就是如何分配和回收物理内存，这就涉及到一些内存分配算法和分配器。...Linux内存管理的哲学 Free memory is wasted memory. Linux的哲学是尽可能多的使用内存，减少磁盘IO，因为内存的速度比磁盘快得多。...这是Linux内存管理的优秀特性，无论物理内存有多大，Linux都将其充分利用，将一些程序调用过的硬盘数据缓存到内存，利用内存读写的高速性提高系统的数据访问性能。
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....struct page_ext *node_page_ext; #endif #endif #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM /* 在系统启动boot期间，内存管理子系统初始化之前...， 内核页需要使用内存（另外，还需要保留部分内存用于初始化内存管理子系统） 为解决这个问题，内核使用了自举内存分配器 此结构用于这个阶段的内存管理 */...对内存管理有必要的标志是N_HIGH_MEMORY和N_NORMAL_MEMORY, 如果结点有普通或高端内存则使用N_HIGH_MEMORY, 仅当结点没有高端内存时才设置N_NORMAL_MEMORY
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...CPU-node对应一个内存簇bank，即每个内存簇被认为是一个节点 管理区(Zone) 每个物理内存节点node被划分为多个内存管理区域, 用于表示不同范围的内存, 内核可以使用不同的映射方式映射物理内存...接着各个节点又被划分为内存管理区域, 一个管理区域通过struct zone_struct描述, 其被定义为zone_t, 用以表示内存的某个范围, 低端范围的16MB被描述为ZONE_DMA, 某些工业标准体系结构中的...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....那么内核在初始化内存管理区时, 首先建立管理区表zone_table. 参见mm/page_alloc.c?
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