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....但有时候内核需要分配一些物理内存地址也连续的内存页, 所以Linux使用了 伙伴系统分配算法 来管理系统中的物理内存页....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....那么给定一个 i 号内存页, 怎么找到他的伙伴内存页呢? 通过观察我们可以发现, 如果页面号是复数的, 那么他的伙伴内存页要加1, 如果页面号是单数的, 那么他的伙伴内存页要减1....Linux内核使用 free_area[i] 管理 2i 个内存页面大小的内存块列表.
---- 1.为什么要使用大页内存 了解操作系统内存管理的人一般都知道操作系统对内存采用多级页表和分页进行管理，操作系统每个页默认大小为4KB。...如果进程使用的内存过大，比如1GB，这样会在页表中占用 1GB / 4KB = 262144个页表项，而系统TLB可以容纳的页表项远小于这个数量。...操作系统默认支持的大页是2MB，当使用1GB内存时，在页表中将占用 1GB / 2MB = 512个页表项，可以大大提升TLB命中率，进而提升应用性能。...---- 2.怎样使用大页内存 2.1 先预留一定量的大页内存 #先查看系统有多少已经预留的大页内存 # cat /proc/meminfo |grep -i huge #预留192个大页 # sysctl...\n"); getchar(); munmap(m, s); return 0; } ---- 3.最后的话 大页内存的好处不仅是减少TLB未命中次数，而且大页内存分配的是物理内存，不会被操作系统的内存管理换出到磁盘上
操作系统段页结合的实际内存管理--13 段、页结合: 程序员希望用段， 物理内存希望用页，所以… 段、页同时存在：段面向用户/页面向硬件 段、页同时存在是的重定位(地址翻译) 一个实际的段、页式内存管理...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...； 通过页表，可以小内存加载大应用程序运行，在运行时按需加载和映射… ---- 参考 Linux内存管理之copy_page_tables源码理解
DPDK巨页地址管理/Linux内核内存管理/内存映射/pagemap/rdma内存/注册术语PFN: 物理地址对应的页帧号：pfn = pte_pfn(*pte)INFINIBAND_USER_MEM...这部分包括实际的对象缓存，它保留主机内存中的部分数据以提高性能和段描述符 (SD)。 SD 驻留在片上 32 KB RAM 中，称为段描述符表。...总共 8 GB(4096个SD * 2MB = 8GB) 专用内存地址空间是使用完全填充的段描述符表导出的，该表指向保存 2M PD 的 4096 个 4KB 主机页。...请阅读有关大页的 Linux 内核文档，以获取有关如何保留大页的更多信息。...9、进程的读或写操作访问虚拟地址空间这一段映射地址，通过查询页表，发现这一段地址并不在物理页面上。因为目前只建立了地址映射，真正的硬盘数据还没有拷贝到内存中，因此引发缺页异常。
在asp.net和java中都有共享内存，php除了可以使用Memcached等方式变通以外其实php也是支持共享内存的！
前两篇文章，我们一起学习了 8086 处理器中关于 CPU、内存的基本使用方式，重点对段寄存器和内存的寻址方式进行了介绍。...Linux 之所以要这样安排，是因为它不想过多的利用 x86 提供的段机制来进行内存地址的管理，而是想充分利用分页机制来进行更加灵活的地址管理。...对于分页机制也是如此，x86 硬件提供了分页机制，但是 Linux 在 x86 提供的这个分页机制的基础上，进行了扩展，以达到更加灵活的内存地址管理目的。...例如：把一个文件映射到内存，动态加载/卸载一个动态库等等。 我们知道，内核在操作物理内存的时候，是通过“页框”这个单位来管理的。 ?...一个页框可以包含 1-n 个页，每一页的大小一般是 4 KB，这是对物理内存的管理。 一个线性地址区间可以包含多个物理页。每一个线性地址最终通过多级的页表转换，来最终得到一个物理地址。
文章目录 一、物理页 page 简介 1、物理页 page 引入 2、物理页 page 与 MMU 内存管理单元 3、物理页 page 结构体 4、Linux 内核源码中的 page 结构体 二、内存节点...pglist_data 与 物理页 page 联系 内存管理系统 3 级结构 : ① 内存节点 Node , ② 内存区域 Zone , ③ 物理页 Page , Linux 内核中 , 使用 上述..., 就是 " 内存区域 " zone , " 内存区域 " 再向下划分 , 就是 " 物理页 " page ; 2、物理页 page 与 MMU 内存管理单元 在 Linux 内核中 , MMU 内存管理单元...结构体 " 物理页 " page 是 Linux 内核 " 内存管理 " 中的 最小单位 , 物理页 中的 " 物理地址 " 是连续的 , 每个 " 物理页 " 使用 struct page 结构体...SPARSEMEM */ // 页描述数组 struct page *node_mem_map; #endif } 参考 【Linux 内核 内存管理】物理内存组织结构 ③ ( 内存管理系统三级结构
这是一个小实验，在于验证GPU上使用零拷贝内存和页锁定内存的性能差别。使用的是点积计算，数据量在100M左右。...实验步骤很简单，分别在主机上开辟普通内存，页锁定内存以及进行零拷贝内存的操作，看三者哪个完成的时间比较快，具体的代码在最后，这里是实验结果： ?...但是，页锁定内存相比于零拷贝内存到底慢在哪里呢，当然是慢在从主机内存拷贝到显存的时间了，注释掉页锁定的拷贝语句之后，可以得到以下结果： ?...ps:但是，奇怪的是，如果只将a,b内存拷贝的语句注释掉，页锁定内存仍旧可以得到正确的结果，暂时想不明白是为什么 这时就要问了，看起来零拷贝比页锁定要快啊，那还要这个页锁定干嘛呢，当然是有用的，因为...，零拷贝的内容不能缓存在显存里，如果内容要被反复使用，零拷贝就要不停地从内存里取值，增加总线压力，这样相比页锁定也就处于劣势。
文章目录 一、物理页释放 __free_pages 函数 一、物理页释放 __free_pages 函数 ---- 页分配器 提供了 释放 物理页的 函数 __free_pages , 该函数定义在 Linux...内核源码的 linux-4.12\mm\page_alloc.c#4083 位置 ; __free_pages 函数参数分析 : struct page *page 参数 表示 要释放的 物理页 page...的 虚拟空间地址 ; unsigned int order 参数 表示 要释放的 物理页 的 " 阶数 " , 也就是 要释放的物理页大小 ; 阶 ( Order ) : 物理页 的 数量单位 ,...n 阶页块 指的是 2^n 个 连续的 " 物理页 " ; 参考 【Linux 内核 内存管理】伙伴分配器 ① ( 伙伴分配器引入 | 页块、阶 | 伙伴 ) __free_pages 函数源码...order == 0) free_hot_cold_page(page, false); else __free_pages_ok(page, order); } } 源码路径 : linux
文章目录 一、Linux 内核中的内存管理模块 二、硬件设备内存管理 一、Linux 内核中的内存管理模块 ---- Linux 内核还需要处理如下内容 : ① 页错误异常处理 ② 页表管理 ③ 引导内存分配器...: 页分配器 , 块分配器 , 不连续页分配器 , 连续内存分配器 , 每处理器内存分配器 ; " 页分配器 " 负责分配 内存物理页 , 使用的是 " 伙伴分配器 " ; " 不连续页分配器 " 提供了...vmalloc 函数 用于分配内存 , vfree 函数 用于 释放内存 ; 申请的 " 不连续物理页 “ 可以 映射到 ” 连续的虚拟页 " ; ④ 内存碎片整理 ⑤ 内存耗尽处理 ⑥ 内存控制组...: 控制管理 被 进程 占用的 内存 ; 碎片整理 : 如果 " 内存碎片化 " 严重 , 没有连续物理页 , 需要通过 整理内存碎片 并迁移数据 得到 连续的 物理页 ; 内存回收 : 内存不足时 ,...回收内存 ; ⑦ 页回收处理 二、硬件设备内存管理 ---- 硬件设备内存管理 : ① CPU 处理器 中的 " 内存管理单元 " ( MMU ) 和 高速缓存 ; ② 物理内存 在 " 内存管理单元
因此，决定先使用大内存页来调优系统的内存使用。 大内存页是一种统称，在低版本的Linux中为Large Page，而当前主流的Linux版本中为Huge Page。...实际上这里可以反映出Linux在分页处理机制上的缺陷。而其他操作系统，比如AIX，对于共享内存段这样的内存，进程共享相同的页表，避免了Linux的这种问题。...计划要设置的内存页数量。到目前为止，大内存页只能用于共享内存段等少量类型 的内存。一旦将物理内存用作大内存页，那么这些物理内存就不能用作其他用途，比如作为进程的私有内存。...我们通过ipcs -m命令查看共享内存段的大小，可以看到共享内存段的大小实际上比SGA_MAX_SIZE约大。如果服务器上有多个Oracle实例，需要为每个实例考虑共享内存段多出的部分，即N值会越大。...另外值得高兴的是，新版本的Linux内核提供了Transparent Huge Pages，以便运行在Linux上的应用能更广泛更方便地使用大内存页，而不仅仅是只有共享内存这类内存才能使用大内存页。
1 内存中不连续的页的分配 根据上文的讲述, 我们知道物理上连续的映射对内核是最好的, 但并不总能成功地使用. 在分配一大块内存时, 可能竭尽全力也无法找到连续的内存块....这一段具有线性地址空间的所有性质. 分配到其中的页可能位于物理内存中的任何地方. 通过修改负责该区域的内核页表, 即可做到这一点. ? ?...因为用于vmalloc的内存页总是必须映射在内核地址空间中, 因此使用ZONE_HIGHMEM内存域的页要优于其他内存域. 这使得内核可以节省更宝贵的较低端内存域, 而又不会带来额外的坏处....其中依次映射了3个(假想的)物理内存页, 在物理内存中的位置分别是1 023、725和7 311....接下来从物理内存分配各个页 最后将这些页连续地映射到vmalloc区域中, 分配虚拟内存的工作就完成了.
内存分段在分段机制下，虚拟地址由两部分组成：段选择子和段内偏移量。段选择子是一个索引，用于指定要访问的段的起始地址和长度。段内偏移量则表示在该段内的具体位置。...内存分页内存分页是将整个虚拟和物理内存空间划分为固定大小的连续内存块，称为页（Page）。在Linux下，每一页的大小通常为4KB。...这是因为程序执行过程中，访问的页表项相对固定。通过利用TLB，可以大大提高地址转换的速度，加快程序的执行效率。Linux内存管理Linux内存管理涉及逻辑地址和线性地址的转换。...逻辑地址是程序使用的地址，而线性地址是通过段式内存管理映射的地址，也称为虚拟地址。Linux的虚拟地址空间分为内核空间和用户空间两部分。...Linux的内存管理涉及逻辑地址和线性地址的转换，将虚拟地址空间分为内核空间和用户空间，方便进程访问内核空间内存。我正在参与2023腾讯技术创作特训营第三期有奖征文，组队打卡瓜分大奖！
文章目录 一、内存映射概念 二、内存映射原理 1、分配虚拟内存页 2、产生缺页异常 3、分配物理内存页 三、共享内存 四、进程内存段的内存映射类型 一、内存映射概念 ---- 内存映射 概念 : "..." 物理内存空间 “ 映射到 ” 虚拟内存空间 " , 其中的数据是随机值 ; 二、内存映射原理 ---- 1、分配虚拟内存页 分配 虚拟内存页 : 在 Linux 系统中 创建 " 内存映射 “ 时..., 会在 ” 用户虚拟地址空间 “ 中 , 分配一块 ” 虚拟内存区域 " ; 2、产生缺页异常 缺页异常 : Linux 内核在分配 " 物理内存 “ 时 , 采用了 ” 延迟策略 “ , 即进程第一次访问..., 并且在 " 页表 “ 中 , 将 ” 虚拟内存页 " 映射到 ” 物理内存页 " ; 三、共享内存 ---- 内存映射 与 共享内存 关系 : 文件映射 : 在进程间的 " 共享内存 " 就是使用...---- 在 进程 的 " 用户虚拟地址空间 " 中 , 不同的 内存段 其 内存映射 类型也是不同的 : 代码段 : 私有的 " 文件映射 " ; 数据段 : 私有的 " 文件映射 " ; 未初始化数据段
页式管理系统能有效地提高内存利用率，而分段存储管理能反映程序的逻辑结构并有利于段的共享。 如果能将这两种存储管理方法结合起来， 就形成了段页式存储管理方式。...在段页式系统中，作业的地址空间首先被分成若干个逻辑段，每段都有自己的段号，然后再将每一段分成若干个大小固定的页。...对内存空间的管理仍然和分页存储管理一样，将其分成若干个和页面大小相同的存储块，对内存的分配以存储块为单位。...在段页式系统中，作业的逻辑地址分成三部分：段号、页号和页内偏移量 段号s 页号P 页内偏移量W 为了实现地址变换，系统为每个进程建立一张段表，而每个分段有一个页表。...段表表项中至少包括段号、页表长度和页表起始地址，页表表项中至少包括页号和块号。 此外，系统中还应有一个段表寄存器，指出作业的段表起始地址和段表长度。
是将整个程序一起载入内存中吗? 不是！采用离散存储方式 离散存储方式 (1) 分页存储管理方式。 (2) 分段存储管理方式。 (3) 段页式存储管理方式。...分页存储管理 分页存储的背景 引入分页: 解决内存分区导致的内存效率问题。 为了让面包没有谁都不想要的碎末：将面包切成片，将内存分成页！针对每个内存请求，系统一页一页的分配。...该作业有三个段：主程序段、子程序段和数据段；页面大小为 4 KB。在段页式系统中，其地址结构由段号、段内页号及页内地址三部分所组成，如图(b)所示。...在段页式系统中，为了实现从逻辑地址到物理地址的变换，系统中需要同时配置段表和页表。段表的内容与分段系统略有不同，它不再是内存始址和段长，而是页表始址和页表长度。...图示出了利用段表和页表进行从用户地址空间到物理(内存)空间的映射 地址变换过程 在段页式系统中，为了便于实现地址变换，须配置一个段表寄存器，其中存放段表始址和段长TL。
前面已经分析了内核页表的准备工作以及内核低端内存页表的建立，接着回到init_mem_mapping()中，低端内存页表建立后紧随着还有一个函数early_ioremap_page_table_range_init...temporary kernel mappings */ FIX_KMAP_END = FIX_KMAP_BEGIN+(KM_TYPE_NR*NR_CPUS)-1, 其中KM_TYPE_NR表示“窗口”数量，在高端内存的任意一个页框都可以通过一个...“窗口”映射到内核地址空间，调用kmap_atomic可以搭建起“窗口”到高端内存的关系，即建立临时内核映射。...，是从页表缓冲空间中申请还是通过memblock算法申请页表内存。...值得注意的是，与低端内存的页表初始化不同的是，这里的页表只是被分配，相应的PTE项并未初始化，这个工作将会交由以后各个固定映射区部分的相关代码调用set_fixmap()来将相关的固定映射区页表与物理内存关联
前面已经分析过了Intel的内存映射和linux的基本使用情况，已知head_32.S仅是建立临时页表，内核还是要建立内核页表，做到全面映射的。...建立内核页表前奏，了解两个很关键的变量： max_pfn：最大物理内存页面帧号； max_low_pfn：低端内存区（直接映射空间区的内存）的最大可用页帧号； max_pfn 的值来自setup_arch...Linux是一个支持多硬件平台的操作系统，各种硬件芯片的分页并非固定的2级（页全局目录和页表），仅仅Intel处理器而言，就存在3级的情况（页全局目录、页中间目录和页表），而到了64位系统的时候就成了4...所以Linux为了保持良好的兼容性和移植性，系统设计成了以下的4级分页模型，根据平台环境和配置的情况，通过将页上级目录和页中间目录的索引位设置为0，从而隐藏了页三级目录和页中间目录的存在。...由此管中窥豹，看到了Linux内存分页映射模型的存在和相关设计，暂且也就先了解这么多。 分析宏是一件很乏味的事情，不过以小见大却是一件很有意思的事情。
大内存页，简称大页，但是要想聊这个，首先得简单聊聊内存。...内存分页 内存分页是将虚拟内存和物理内存按照固定大小切割成一段一段，这样一段尺寸固定的内存空间，就称为一个页(Page)。...那么我可以看到页的大小，直接影响了页表的大小，这也间接地造成了内存的消耗(页表也要占内存的)。...，目前Linux常用的HugePage大小为2M和1GB。...Linux的HugePage Linux是如何查看大页的配置？
页框分配器在慢速分配中包括内存碎片化整理和内存回收，代码如下： static inline struct page * __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned...什么是内存碎片化 Linux物理内存碎片化包括两种：内部碎片化和外部碎片化。 内部碎片化： 指分配给用户的内存空间中未被使用的部分。...外部碎片化： 指系统中无法利用的小内存块。例如系统剩余内存为16K bytes，但是这16K bytes内存是由4个4K bytes的页面组成，即16K内存物理页帧号#1不连续。...蓝色表示空闲的页面，白色表示已经被分配的页面，可以看到如上内存域的空闲页面（蓝色）非常零散，无法分配大于两页的连续物理内存。...等两个扫描在域中间相遇，意味着扫描结束，然后将左边扫描得到的已分配的页面迁移到右边空闲的页面中，左边就形成了一段连续的物理内存，完成页面规整。 ?
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