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Linux内存描述之高端内存--Linux内存管理(五)

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...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。...在保护模式下,我们知道无论CPU运行于用户态还是核心态,CPU执行程序所访问的地址都是虚拟地址,MMU 必须通过读取控制寄存器CR3中的值作为当前页面目录的指针,进而根据分页内存映射机制(参看相关文档)...每当一个进程被调度(schedule())即将进入运行态时,Linux内核都要用该进程的PGD指针设 置CR3(switch_mm())。...由于system_call()属于内核空间,其运行级别DPL为0,CPU要将堆栈切换到内核堆栈,即 进程A的系统空间堆栈。

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Linux - Linux内存管理

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。...例如,一个占用很大内存的进程运行时,需要耗费很多内存资源,因此就会有一些不常用页面文件被交换到虚拟内存中。...实际上,内核完全控制着内存的使用情况,Linux会在需要内存的时候,或在系统运行逐步推进时,将缓冲区和缓存状态的内存变为可用状态的内存,以供系统使用。...---- 从应用层的角度来看系统内存的使用状态 从应用层的角度来看,系统内存也就是Linux运行的应用程序可以使用的内存大小,即free命令第三行“(-/+ buffers/cached)”的输出。...---- 交换空间的使用 虽然现在的内存已经变得非常廉价,但是交换空间仍然有很大的使用价值,合理地规划和使用交换分区,对系统稳定运行至关重要。

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Linux内存描述之内存节点node--Linux内存管理(二)

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....因此linux内核把物理内存按照CPU节点划分为不同的node, 每个node作为某个cpu结点的本地内存, 而作为其他CPU节点的远程内存, 而UMA结构下, 则任务系统中只存在一个内存node, 这样对于..., Linux采用节点局部分配的策略, 从最靠近运行中的CPU的节点分配内存, 由于进程往往是在同一个CPU上运行, 因此从当前节点得到的内存很可能被用到 1.3 pg_data_t描述内存节点 表示node...-3.x~4.x的实现 node_data内存节点数组 在新的linux3.x~linux4.x的内核中,内核移除了pg_data_t的pgdat_next之指针域, 同时也删除了pgdat_list链表

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Linux内存描述之内存页面page--Linux内存管理(四)

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...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, 每个结点关联到系统中的一个处理器...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....因此在后来linux-2.4.x的更新中, 删除了这个字段, 取而代之的是page->flags的最高ZONE_SHIFT位和NODE_SHIFT位, 存储了其所在zone和node在内存区域表zone_table...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?

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Linux内存描述之概述--Linux内存管理(一)

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...采用节点局部分配的策略, 从最靠近运行中的CPU的节点分配内存, 由于进程往往是在同一个CPU上运行, 因此从当前节点得到的内存很可能被用到 2.4 物理内存区域zone 因为实际的计算机体系结构有硬件的诸多限制..., 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:...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

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Linux内存描述之内存区域zone--Linux内存管理(三)

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...位系统中, Linux内核虚拟地址空间只有1G, 而0~895M这个986MB被用于DMA和直接映射, 剩余的物理内存被成为高端内存...., 为了防止一些代码必须运行在低地址区域,所以事先保留一些低地址区域的内存 pageset page管理的数据结构对象,内部有一个page的列表(list)来管理。...标准 描述 watermark[WMARK_MIN] 当空闲页面的数量达到page_min所标定的数量的时候, 说明页面数非常紧张, 分配页面的动作和kswapd线程同步运行....下面这个图就是进程及等待队列的运行关系: 等待队列的哈希表的分配和建立在free_area_init_core函数中进行。

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Linux内存管理

本篇介绍 本篇介绍下Linux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 看来得先解决安全问题,于是就引入的分段机制,分段机制最大的优势就是寻址可以不用物理地址了,使用虚拟地址就行了,然后用一个寄存器存放段地址表的地址,也就是后来的GDT和LDT,运行时候的代码段寄存器或数据寄存器存放段寄存器表的索引...程序使用的虚拟地址就成了段偏移了,由于GDT和LDT表中还有权限校验信息,这样就从机制上避免了进程A访问进程B的地址空间,而且由于代码使用的是虚拟地址,也就不需要感知物理地址空间的范围了,另外由于代码可以分为不同的段,在程序运行的时候就可以按需加载...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?

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Linux 内存管理

计算机系统中有几类存储设备:cache、内存、外存。       程序到运行主要经过程序(外存)编译,链接,装入(内存)。...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。...图2        Linux采用两级页表结构—— 页目录表和页表实现地址 映射. 当前正在运行进程的页 目录表的地址被保存在控制寄  存器 CR3 中。  ...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

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Linux内存修改

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。

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JVM 运行时的内存分配

所以对于 Windows 平台,Java 有基于 Windows 平台的 JVM;对于 Linux 平台,Java 也有基于 Linux 平台的 JVM等等。...不同的操作系统有不同的 JVM,所以我们编写的 Java 代码能在各个平台上运行,是因为有各个平台的 JVM。   而 Java 的内存分配也是在 JVM 中进行的。...当方法区无法满足内存分配需求时就会抛OutOfMemoryError。   5.1 运行时常量池(Runtime Constant Pool)   它是方法区的一部分。...但对于运行时常量池,Java虚拟机规范没有做任何细节的要求,不同的提供商实现的虚拟机可以按照自己的需要来实现这个内存区域。...既然运行时常量池是方法区的一部分,自然会受到方法区内存的限制,当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常。

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内存都没了,还能运行程序?

按照这种方式组织系统时,通常同一个时刻只能有一个线程正在运行。一旦用户键入了一个命令,操作系统就把需要的程序从磁盘复制到内存中并执行;当进程运行结束后,操作系统在用户终端显示提示符并等待新的命令。...运行多个程序 但是,即便没有存储器抽象,同时运行多个程序也是有可能的。操作系统只需要把当前内存中所有内容保存到磁盘文件中,然后再把程序读入内存即可。只要某一时间只有一个程序,那么就不会产生冲突。...这是两个程序被先后加载到内存中的情形,假如这两个程序被同时加载到内存中从 0 地址处开始执行,内存的状态就如上面 c 图所示,程序装载完毕开始运行,第一个程序首先从 0 地址处开始运行,执行 JMP 24...在 Windows、OS X、或者 Linux 系统中,在计算机完成启动(Boot)后,大约有 50 - 100 个进程随之启动。...空闲进程会存储在磁盘中,所以这些进程在没有运行时不会占用太多内存。另外一种策略叫做虚拟内存(virtual memory),虚拟内存技术能够允许应用程序部分的运行内存中。

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