随笔分类 - Memory Management
摘要：传统的计算机结构中，整个物理内存都是一条线上的，CPU访问整个内存空间所需要的时间都是相同的。这种内存结构被称之为UMA（Uniform Memory Architecture，一致存储结构）。但是随着计算机的发展，一些新型的服务器结构中，尤其是多CPU的情况下，物理内存空间的访问就难以控制所需的时
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摘要：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()： 该函数主要是用于建立固定内存映射区的。固定内存映射区是指FIXADDR_STA
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摘要：前面的前奏已经分析介绍了建立内核页表相关变量的设置准备，接下来转入正题分析内核页表的建立。 建立内核页表的关键函数init_mem_mapping()： init_mem_mapping()里面关键操作有三个split_mem_range()、kernel_physical_mapping_init
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摘要：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。下面就基于RAM大于896MB，而小于4GB ，切CONFIG_HIGHMEM配置了高端内存的环境情况进行分析。 建立内核页表前奏，了解两个很关键的变量：
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摘要：memory：表示可用可分配的内存； 结束完memblock算法初始化前的准备工作，回到memblock算法初始化及其算法实现上面。memblock是一个很简单的算法。 memblock算法的实现是，它将所有状态都保存在一个全局变量__initdata_memblock中，算法的初始化以及内存的申请
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摘要：memblock算法是linux内核初始化阶段的一个内存分配器（它取代了原来的bootmem算法），实现较为简单。负责page allocator初始化之前的内存管理和分配请求。 分析memblock算法，可以从几点入手： 1. memblock算法初始化； 2. memblock算法管理内存的申请
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摘要：本文讨论的 swap基于Linux4.4内核代码 。Linux内存管理是一套非常复杂的系统，而swap只是其中一个很小的处理逻辑。 希望本文能让读者了解Linux对swap的使用大概是什么样子。阅读完本文，应该可以帮你解决以下问题： 1. swap到底是干嘛的？ 2. swappiness到底是用来
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摘要：对于不同的体系结构，Linux采用的四级页表目录的大小有所不同：对于i386而言，仅采用二级页表，即页上层目录和页中层目录长度为0；对于启用PAE的i386，采用了三级页表，即页上层目录长度为0；对于64位体系结构，可以采用三级或四级页表，具体选择由硬件决定。 对于没有启用物理地址扩展的32位系统，
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摘要：我们在前面的章节中已经详细介绍了堆在进程中的地址空间是如何分布的,对于程序来说,堆空间只是程序向操作系统申请划出来的一大块地址空间。而程序在通过 malloc申请 内存空间时的大小却是不一定的,从数个字到数个GB都是有可能的。于是我们必须将堆空间管理起来,将它分块地按照用户需求出售给最终的程序,并且
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摘要：内存映射mmap是Linux内核的一个重要机制，它和虚拟内存管理以及文件IO都有直接的关系，这篇细说一下mmap的一些要点。 修改（2015 11 12）：Linux的虚拟内存管理是基于mmap来实现的。vm_area_struct是在mmap的时候创建的，vm_area_strcut代表了一段连续
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摘要：一、为何会有rw spin lock？ 在有了强大的spin lock之后，为何还会有rw spin lock呢？无他，仅仅是为了增加内核的并发，从而增加性能而已。spin lock严格的限制只有一个thread可以进入临界区，但是实际中，有些对共享资源的访问可以严格区分读和写的，这时候，其实多个读
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摘要：Linux kernel组织管理物理内存的方式是buddy system（伙伴系统），而物理内存碎片正式buddy system的弱点之一，为了预防以及解决碎片问题，kernel采取了一些实用技术，这里将对这些技术进行总结归纳。 1 低内存时整合碎片 从buddy申请内存页，如果找不到合适的页，则会
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摘要：内核线程是直接由内核本身启动的进程。内核线程实际上是将内核函数委托给独立的进程，与系统中其他进程“并行”执行（实际上，也并行于内核自身的执行）。内核线程经常称之为（内核） 守护进程。它们用于执行下列任务。 周期性地将修改的内存页与页来源块设备同步（例如，使用mmap的文件映射）。 如果内存页很少使用
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摘要：Linux内核地址映射模型 x86 CPU采用了段页式地址映射模型。进程代码中的地址为逻辑地址，经过段页式地址映射后，才真正访问物理内存。 段页式机制如下图。 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，6
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摘要：1.前言 在Linux中，伙伴系统（buddy system）是以页为单位管理和分配内存。但是现实的需求却以字节为单位，假如我们需要申请20Bytes，总不能分配一页吧！那岂不是严重浪费内存。那么该如何分配呢？slab分配器就应运而生了，专为小内存分配而生。slab分配器分配内存以Byte为单位。但
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摘要：最近在学习内核模块的框架，这里做个总结，知识太多了。 分段和分页 先看一幅图 也就是我们实际中编码时遇到的内存地址并不是对应于实际内存上的地址，我们编码中使用的地址是一个逻辑地址，会通过分段和分页这两个机制把它转为物理地址。而由于linux使用的分段机制有限，可以认为，linux下的逻辑地址=线性地
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摘要：我们知道LINUX的内存管理系统中有”反向映射“这一说，目的是为了快速去查找出一个特定的物理页在哪些进程中被映射到了什么地址，这样如果我们想把这一页换出（SWAP），或是迁移（Migrate）的时候，就能相应该更改所有相关进程的页表来达到这个目的。 1、为什么要使用反向映射 物理内存的分页机制，一个
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摘要：TLB:Translation Lookaside Buffer. 根据功能可以译为快表，直译可以翻译为旁路转换缓冲，也可以把它理解成页表缓冲。里面存放的是一些页表文件（虚拟地址到物理地址的转换表）。当处理 器要在主内存寻址时，不是直接在内存的物理地址里查找的，而是通过一组虚拟地址转换到主内存的物理
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摘要：Linux系统内存管理中存在着一个称之为OOM killer（Out Of Memory killer）的机制，该机制主要用于内存监控，监控进程的内存使用量，当系统的内存耗尽时，其将根据算法选择性地kill了部分进程。本文分析的内存溢出保护机制，也就是OOM killer机制了。 回到伙伴管理算法中
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摘要：缓存为什么会有冷热？ 究其原因，是因为对于内存的访问，可能是CPU发起的，也可以是DMA设备发起的。 如果是CPU发起的，在CPU的硬件缓存中，就会保存相应的页内容。如果这个页本来没有存在于硬件缓存中，那么它的到来，势必会将原本为其他的页缓存的内容挤出硬件缓存。 但是，如果对于内存的访问是由DMA设
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