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...页面(Page) 内存被细分为多个页面帧, 页面是最基本的页面分配的单位 首先内存被划分为结点....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....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?...mem_map 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。
导读 本文适合有基本Linux内存管理概念的新手阅读，且本文旨在从工作流程和设计思想上介绍KSM，在涉及到源代码的地方，进行了部分删减，如果想详细了解KSM，推荐阅读源代码及源代码中的注释。...作者也是初次接触Linux内核源码，所以文章中难免出现纰漏，欢迎在评论中纠正。...一、KSM概述 KSM的全称是 Kernel Samepage Merging，主要应用在虚拟化环境中，它允许内核通过合并内存页面来节省内存，从来可以增加虚拟机的并发数据。...KSM核心设计思想是基于写时复制机制COW，也就是将内容相同的页面合并成一个只读页面，从而释放出空闲物理页面。...SYSCALL_DEFINE3 在这里会进行一个预处理，如找到该内存区域的所有VMA，并调用 madvise_vma 进行进一步处理。
用页面置换算法决定应该换出哪个页面 五种页面置换算法： 1）最佳置换算法（OPT） 2)先进先出算法（FIFO） 3)最近最少使用算法（LRU） 4)时钟置换算法（CLOCK） 5)改进型的时钟置换算法...最佳置换算法（OPT）： 每次选择淘汰的页面将是以后永不使用，最长时间内不再被访问的页面,无法实现 先进先出算法（FIFO） 把调入内存的页面根据调入的先后顺序排成一个队列，换出时选择队头页面，最大长度取决于...系统为进程分配了多少个内存块，性能比较差 最近最少使用算法（LRU） 每次淘汰的页面是最近未使用的页面，用访问字段记录该页面上次被访问以来所经历的时间， 当需要淘汰一个页面的时候，选择页面中时间值最大的...，需要专门的硬件支持，开销大 时钟置换算法（CLOCK） 内存中的页面通过链接指针，链接成一个循环队列，增加一个字段访问位字段，1表示访问过，0表示未访问过 循环遍历，如果是0就选择该页换出，如果是1就修改为...0，最多会经过两轮扫描 改进型的时钟置换算法 增加一个是否修改过条件，如果为1就修改过，如果为0就没修改过 页面分配策略 驻留级：请求分页存储管理中给进程分配的物理块集合，一般小于进程的总大小 页面分配
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。...每个进程都有其自身的页面目录PGD，Linux将该目录的指针存放在与进程对应的内存结构task_struct.(struct mm_struct)mm->pgd中。...当创建一个新的进程时，都要为新进程创建一个新的页面目录PGD，并从内核的页面目录swapper_pg_dir中复制内核区间页面目录项至新建进程页面目录PGD的相应位置，具体过程如下： do_fork()...可以看出Linux系统中每个进程的页面目录的第二部分是相同的，所以从进程的角度来看，每个进程有4G字节的虚拟空间， 较低的3G字节是自己的用户空间，最高的1G字节则为与所有进程以及内核共享的系统空间。...，让页面异常服务程序处理。
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。...即使并没有什么事情需要内存，Linux也会交换出暂时不用的内存页面，这可以避免等待交换所需的时间。...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。...最后，交换空间的页面在使用时会首先被交换到物理内存中。...如果此时没有足够的物理内存来容纳这些页面，它们又会被马上交换出去，如此一来，虚拟内存中可能没有足够空间来存储这些交换页面，最终会导致Linux出现假死机、服务异常等问题。
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....内存中的每个节点都是由pg_data_t描述,而pg_data_t由struct pglist_data定义而来, 该数据结构定义在include/linux/mmzone.h, line 615 在分配一个页面时...，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，这里bdata是指向内存自举分配器的数据结构的实例.... nr_zones存储了结点中不同内存域的数目 1.5 结点的内存页面 typedef struct pglist_data { struct page *node_mem_map;
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..., 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 页面(Page) 内存被细分为多个页面帧, 页面是最基本的页面分配的单位 为了支持NUMA模型，也即CPU对不同内存单元的访问时间可能不同...此时，内存变成了连续的页，即内存为页数组，每一页物理内存叫页帧，以页为单位对内存进行编号，该编号可作为页数组的索引，又称为页帧号. 在一个单独的节点内，任一给定CPU访问页面所需的时间都是相同的。...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
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...，并开始释放回收页面 watermark[WMARK_HIGH] 当空闲页面的数量达到page_high所标定的数量的时候， 说明内存页面数充足, 不需要回收, kswapd线程将重新休眠，通常这个数值是..., 高极值和低极值决定了何时填充该集合或者释放一批页面, 变量决定了一个块中应该分配多少个页面, 并最后决定在页面前的实际链表中分配多少各页面 4.7 内存域的第一个页帧zone_start_pfn struct...zone中通过zone_start_pfn成员标记了内存管理区的页面地址....linux把系统的内存结点划分区, 一个区包含了若干个内存页面, 形成不同的内存池，这样就可以根据用途进行分配了 需要说明的是，区的划分没有任何物理意义, 只不过是内核为了管理页而采取的一种逻辑上的分组
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。...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？...如果页面回收是在解决不了内存不足问题，这时候就需要用OOM killer了，OOM killer 杀死一个内存占用比较高的进程，那这个进程怎么选呢？...这儿需要解释下MemAvailable 一般会大于等于MemFree，因为前者除了空闲内存外，还包含活跃的文件映射页面，不活跃的文件映射页面，可回收的slab页面以及其他可回收的内核页面。
Linux运行一段时间之后，内存会越来越多，导致内存不够用，需要释放一下内存才行 echo "1" > /proc/sys/vm/drop_caches 说明，释放前最好sync一下，防止丢数据。...因为LINUX的内核机制，一般情况下不需要特意去释放已经使用的cache。这些cache起来的内容可以增加文件以及的读写速度。...再用free -m 命令查看一下，剩余的内存 如果没有什么效果，可以使用 echo "2" > /proc/sys/vm/drop_caches 或者 echo "3" > /proc/sys/vm/drop_caches
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 "
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。...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 ．...随着可执行映像的运行和页面的换入．系统中的内存有可能变得不足．这时Linux核心就必须调用kswapd守护进程释放部分物理内存。kswapd在系统启动时由init进程建立。在系统的运行过程中。...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．
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的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。
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。
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。
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内核高端内存的理解 前面我们解释了高端内存的由来。...借用这段逻辑地址空间，建立映射到想访问的那段物理内存（即填充内核PTE页面表），临时用一会，用完后归还。这样别人也可以借用这段地址空间访问其他物理内存，实现了使用有限的地址空间，访问所有所有物理内存。...”申请内存的时候，就可能从高端内存获得页面（参看 vmalloc 的实现），因此说高端内存有可能映射到”内核动态映射空间”中。...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。
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块
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。...二、 linux 内存地址空间 1、linux 内存地址空间 Linux 内存管理全貌 ?...内核在回收页占据了太多的内存时或者内存短缺时进行页面回收3) 可移动页 这些页可以任意移动，用户空间应用程序使用的页都属于该类别。...5、缺页异常 通过 get_free_pages 申请一个或多个物理页面 换算 addr 在进程 pdg 映射中所在的 pte 地址 将 addr 对应的 pte 设置为物理页面的首地址 系统调用：Brk
Linux虚拟内存布局 32位Linux系统内存划分： 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。...为了保证有够用的页框供给缺页异常处理，Linux有一套自己的做法，称为PFRA。PFRA总会从用户态进内存程空间和页面缓存中，“窃取”页框满足供给。...2）、linux Free的buffer和cache linuxFree中的buffer和cache：（它们都是占用内存）： 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...如果常常swap用很多,可能你就要考虑加物理内存了.这也是linux看内存是否够用的标准。...Shared_Dirty 和其他进程共享的已改写页面 Private_Clean 未改写的私有页面页面 Private_Dirty 已改写的私有页面页面 Swap 存在于交换分区的数据大小(如果物理内存有限
在进行内存优化之前，一定要熟悉Linux的内存管理机制，这里我们重点探讨如何通过系统命令监控Linux系统的内存使用状况。 free 命令 free是监控Linux内存使用状况最常用的指令....在这个输出中，我们重点关注的应该是free列与cached列的输出值，由输出可知， 此系统共8GB内存， 系统空闲内存还有925MB， 其中，缓冲区缓存占用了243MB， 页面缓存占用了...而对于应用程序来说，可以使用的内存还有7468MB，当然，这个7468MB包含了缓冲区缓存和页面缓存的值。 在Swap项可以看出，交换分区还未使用。...“sar –r”命令组合 sar命令也可以监控Linux的内存使用状况。可以通过“sar –r”命令组合查看系统内存和交换空间的使用率。...， kbmemused表示已使用的物理内存空间大小， %memused表示已使用内存占总内存大小的百分比， kbbuffers和kbcached分别表示缓冲区缓存和页面缓存的大小， kbcommit和%
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