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Linux内存页分配策略

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.

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    Linux的内存回收和交换

    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。...在Linux上可以使用swapon -s命令查看当前系统上正在使用的交换空间有哪些，以及相关信息： [zorro@zorrozou-pc0 linux-4.4]$ swapon -s Filename...如果回收内存可以有两种途径（匿名页交换和file缓存清空），那么我应该考虑在本次回收的时候，什么情况下多进行file写回，什么情况下应该多进行swap交换。...那么如何描述内存使用的压力呢？Linux内核使用水位标记（watermark）的概念来描述这个压力情况。Linux为内存的使用设置了三种内存水位标记，high、low、min。...就是说，如果目前需求100M内存，那么较大机率会从cache中清除50M内存，再将匿名页换出50M，把回收到的内存给应用程序使用。但是这还要看cache中是否能有空间，以及swap是否可以交换50m。

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    Linux申请大页内存(mmap)

    ---- 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

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    Linux swappiness参数设置与内存交换

    简介 swappiness，Linux内核参数，控制换出运行时内存的相对权重。swappiness参数值可设置范围在0到100之间。...低参数值会让内核尽量少用交换，更高参数值会使内核更多的去使用交换空间。默认值为60（参考网络资料：当剩余物理内存低于40%（40=100-60）时，开始使用交换空间）。...swappiness参数值说明 vm.swappiness = 0 仅在内存不足的情况下--当剩余空闲内存低于vm.min_free_kbytes limit时，使用交换空间。...vm.swappiness = 1 内核版本3.5及以上、Red Hat内核版本2.6.32-303及以上，进行最少量的交换，而不禁用交换。...vm.swappiness = 10 当系统存在足够内存时，推荐设置为该值以提高性能。

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    10、交换机双工 速率 端口安全

    一、交换机基本配置 1、Catalyst交换机默认配置 IP地址：0.0.0.0             没有IP，交换机工作在二层，基于MAC地址转发，工作不依靠IP地址。...二层交换机的IP地址主要用作管理 CDP：启动                   思科发现协议，在一台思科设备上，只依靠接口，不依赖MAC地址和IP地址，自动发现其他的思科设备，必须所有设备都是思科的...10/100端口：自动协商 生成树协议：启用 控制台密码：没有 端口状态：开启              路由器默认关闭，交换机默认开启 2、配置查看命令 Switch#show running-config...telnet链接 配置网关作用：实现跨网段管理 配置方法 Switch(config)#ip default-gateway 192.168.1.88                设置网关 5、双工模式和速率...operation   half  Force half-duplex operation Switch(config-if)#duplex full  Switch#show interfaces f0/1 设置速率

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    内存覆盖与交换

    内存空间的扩充:覆盖技术,交换技术,虚拟存储技术 覆盖技术-解决程序大小超过物理内存总和问题(现在基本不用了),增加了编程负担 思想: 1)将程序分为多个段,常用的段常驻内存,不常用的段需要时调入内存...2)内存分为一个"固定区",若干个"覆盖区" 3)需要常驻的放在"固定区",调入后不在调出(除非运行结束) 4)不常用的段放在"覆盖区" 交换技术-将内存某些进程暂时换出外存,把外存某些具备运行条件的进程换入内存...(进程在内存与磁盘间动态调整),中级调度内存调度中的进程挂起 1)磁盘分为文件区和交换区,交换区使用连续分配方式,交换区的i/o速度比文件区更快 2)如果进程经常出现缺页,说明内存紧张,可以换出一些进程

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    【Linux 内核 内存管理】物理页释放 ( 物理页释放 __free_pages 函数 )

    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

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    【Linux 内核 内存管理】物理内存组织结构 ⑥ ( 物理页 page 简介 | 物理页 page 与 MMU 内存管理单元 | 内存节点 pglist_data 与 物理页 page 联系 )

    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

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    零拷贝内存 or 页锁定内存

    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。

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    【Linux 内核 内存管理】内存管理架构 ③ ( Linux 内核中的内存管理模块 | 页分配器 | 不连续页分配器 | 内存控制组 | 硬件设备内存管理 | MMU | 页表缓存 | 高速缓存 )

    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

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    性能优化：Linux环境下合理配置大内存页

    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。...Huge Page内存只能锁定在物理内存中，不能被交换到交换区。这样避免了交换引起的性能影响。 3....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。...总结 本文以一个案例，介绍了Linux操作系统下大内存页在性能提升方面的作用，以及如何设置相应的参数来启用大内存页。...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。

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    高端内存映射之vmalloc分配内存中不连续的页--Linux内存管理(十九)

    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....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.

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    系统内存管理：虚拟内存、内存分段与分页、页表缓存TLB以及Linux内存管理

    它可以为每个进程提供独立的地址空间，保护进程间的数据隔离，同时也可以有效地利用物理内存，将不常用的数据交换到磁盘上(交换区)，以提供更大的可用内存空间。...当不够内存分配的时候，会选择使用内存交换，先把一块正在使用的内存移到磁盘中，然后再移回来把中间留的内存缝隙全用上，虽然解决了内存碎片的问题，但是这个交换操作很慢，效率低，看下图示：虚拟内存、分段和内存交换似乎解决了同时运行多个程序的问题...由于硬盘访问速度较慢，每次内存交换都需要将大段连续的内存数据写入硬盘。因此，如果交换的是占用大量内存空间的程序，整个系统会变得卡顿。为了解决内存分段的碎片和提高内存交换效率，引入了内存分页机制。...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。

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    【Linux 内核 内存管理】内存映射原理 ② ( 内存映射概念 | 文件映射 | 匿名映射 | 内存映射原理 | 分配虚拟内存页 | 产生缺页异常 | 分配物理内存页 | 共享内存 | 进程内存 )

    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...缺页异常 " 后 , 会 分配 " 物理内存页 “ , 并且将 要映射的文件 的 部分数据 读取到 该 ” 物理内存页 " 中 ; 匿名映射 : 对于 " 匿名映射 " , 直接分配 " 物理内存页 “..., 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

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    Linux-3.14.12内存管理笔记【建立内核页表（3）

    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

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