毋庸置疑,虚拟内存是操作系统中最重要的概念之一。我想主要是由于内存的重要”战略地位”。CPU太快,但容量小且功能单一,其他 I/O 硬件支持各种花式功能,可是相对于 CPU,它们又太慢。于是它们之间就需要一种润滑剂来作为缓冲,这就是内存大显身手的地方。
毋庸置疑,虚拟内存绝对是操作系统中最重要的概念之一。我想主要是由于内存的重要”战略地位”。CPU太快,但容量小且功能单一,其他 I/O 硬件支持各种花式功能,可是相对于 CPU,它们又太慢。于是它们之间就需要一种润滑剂来作为缓冲,这就是内存大显身手的地方。
Linux下的大页分为两种类型:标准大页(Huge Pages)和透明大页(Transparent Huge Pages)。
前不久组内又有一次我比较期待的分享:“Linux 的虚拟内存”。是某天晚上加班时,我们讨论虚拟内存的概念时,leader 发现几位同事对虚拟内存认识不清后,特意给这位同学挑选的主题。
前言: KVM的设备虚拟化,除了前文《PIO技术分析》,还有另外一个核心概念---MMIO。原计划这里分析一下KVM的MMIO虚拟化。考虑到MMIO比PIO复杂很多,涉及更多的概念,作者打算先分析几篇基本的Linux的内存管理概念,再来分析MMIO。 作者大概想了一下,主要由这几篇构成: 1,虚拟内存管理和内存映射。 2,物理内存管理。 3,内存回收。 分析: 1,虚拟内存概念 x86的CPU有两种运行模式---real mode和protected mode。在real mode下,CPU访问的是物理
前不久组内又有一次我比较期待的分享:”Linux 的虚拟内存”。是某天晚上加班时,我们讨论虚拟内存的概念时,leader 发现几位同事对虚拟内存认识不清后,特意给这位同学挑选的主题(笑)。
free命令用于显示系统内存使用情况,包括物理内存(Physical Memory)、虚拟内存(Swap Memory)、共享内存(Shared Memory)以及内核使用的缓冲(Buffers)与缓存(Cached)大小。在Linux系统监控的工具中,free命令是最经常使用的命令之一。
一、共享内存简介 共享内存区是最快的IPC形式,这些进程间数据传递不再涉及到内核,换句话说是进程不再通过执行进入内核的系统调用来传递彼此的数据。 即每个进程地址空间都有一个共享存储器的映射区,当这
脏牛(Dirty COW,编号:CVE-2016-5195)是2016年10月18日被曝出的存在于Linux内核中的一款0day漏洞。因为此漏洞是在Linux内核的内存子系统在处理写时拷贝(Copy-on-Write)时发生的,而又给Linux内核的使用带来烦恼,所以将其命名为“Dirty COW”。
来源 | https://zhenbianshu.github.io/ 前不久组内又有一次我比较期待的分享:”Linux 的虚拟内存”。是某天晚上加班时,我们讨论虚拟内存的概念时,leader 发现几位同事对虚拟内存认识不清后,特意给这位同学挑选的主题(笑)。 之前了解一些操作系统的概念,主要是毕业后对自己大学四年的荒废比较懊恼,觉得自己有些对不起计算机专业出身,于是在工作之余抽出时间看了哈工大在网易云课堂的操作系统公开课,自己也读了一本讲操作系统比较浅的书 《Linux内核设计与实现》,而且去年自己用 C
Linux内核给每个进程都提供了一个独立的虚拟地址空间,并且这个地址空间是连续的。Linux的空间又分为内核空间和用户空间,在32位中,内核空间占1G,用户空间占3G;而在64位中,内核空间和用户空间各占128T。如图3-24所示。
前言: 前文《内存映射技术分析》描述了虚拟内存的管理、内存映射;《物理内存管理》介绍了物理内存管理。 本篇介绍一下内存回收。内存回收应该是整个Linux的内存管理上最难理解的部分了。 分析: 1,PFRA Page Frame Reclaim Algorithm,Linux的内存回收算法。 不过,PFRA和常规的算法不同。比如说冒泡排序或者快速排序具有固定的时间复杂度和空间复杂度,代码怎么写都差不多。而PFRA则不然,它不是一个具体的算法,而是一个策略---什么样的情况下需要做内存回收,什么样的page
start_kernel是内核启动阶段的入口,通过单步调试,可以发现它是linux内核执行的第一个init,我们单步进入看看它做了哪些操作:
相信很多小伙伴都有类似这样的疑问,下面围绕Cortex-M、 ARM、 Linux来讲讲相关内容。
一个可执行文件被执行的同时也伴随着一个新的进程的创建。Linux会为这个进程创建一个新的虚拟地址空间,然后会读取可执行文件的文件头,建立虚拟地址空间与可执行文件的映射关系,然后将CPU的指令指针寄存器设置成可执行文件的入口地址,然后CPU就会从这里取指令执行。
mmap/munmap接口是用户空间的最常用的一个系统调用接口,无论是在用户程序中分配内存、读写大文件,链接动态库文件,还是多进程间共享内存,都可以看到mmap/munmap的身影。
说到共享内存,有过操作系统学习的童靴应该十分熟悉,往往聊到进程之间通信的4种方式时就能脱口而出(面试最常见的问题之一啊,哈哈哈~~):
那个傻子是不是疯了?不知道作为所谓的“技术”人员,大家是如何面对的,如何解决?本文将聚焦于 Linux 内存结构、内存分析以及 OOM killer 等 3 个方面以及笔者多年的实践经验总结进行“吹牛逼”,当然,若吹的不好,欢迎大家扔砖、鸡蛋。
内核使用cgroup对进程进行分组,并限制进程资源和对进程进行跟踪。内核通过名为cgroupfs类型的虚拟文件系统来提供cgroup功能接口。cgroup有如下2个概念:
我们知道,linux系统中用户空间和内核空间是隔离的,用户空间程序不能随意的访问内核空间数据,只能通过中断或者异常的方式进入内核态,一般情况下,我们使用copy_to_user和copy_from_user等内核api来实现用户空间和内核空间的数据拷贝,但是像显存这样的设备如果也采用这样的方式就显的效率非常底下,因为用户经常需要在屏幕上进行绘制,要消除这种复制的操作就需要应用程序直接能够访问显存,但是显存被映射到内核空间,应用程序是没有访问权限的,如果显存也能同时映射到用户空间那就不需要拷贝操作了,于是字符设备中提供了mmap接口,可以将内核空间映射的那块物理内存再次映射到用户空间,这样用户空间就可以直接访问不需要任何拷贝操作,这就是我们今天要说的0拷贝技术。
长时间运行的Linux服务器,通常 free 的内存越来越少,让人觉得 Linux 特别能“吃”内存,甚至有人专门做了个网站 LinuxAteMyRam.com解释这个现象。实际上 Linux 内核会尽可能的对访问过的文件进行缓存,来弥补磁盘和内存之间巨大的延迟差距。缓存文件内容的内存就是 Page Cache。
本文为IBM RedBook的Linux Performanceand Tuning Guidelines的1.2节的翻译 原文地址:http://www.redbooks.ibm.com/redpapers/pdfs/redp4285.pdf 原文作者:Eduardo Ciliendo, Takechika Kunimasa, Byron Braswell 1.2 Linux内存架构 为了执行一个进程,Linux内核为请求的进程分配一部分内存区域。该进程使用该内存区域作为其工作区并执行请求的工作。它与你的
cgroup还有其他一些限制特性,如io,pid,hugetlb等,这些用处不多,参见Cgroupv1。下面介绍下与系统性能相关的io和hugepage,cgroup的io介绍参考Cgroup - Linux的IO资源隔离
https://www.cnblogs.com/poloyy/category/1806772.html
内存是计算机中必不可少的资源,因为 CPU 只能直接读取内存中的数据,所以当 CPU 需要读取外部设备(如硬盘)的数据时,必须先把数据加载到内存中。
什么是ZGC ZGC收集器(Z Garbage Collector)由Oracle公司研发.2018年提交了JEP 333将ZGC提交给了OpenJDK,推动进入OpenJDK11的发布清单中。ZGC收集器是基于Region内存布局,暂时不设分代,使用读屏障,着色指针和内存多重映射等技术来实现并发的标记整理算法,以低延迟为目标的一款收集器。 目标 在对吞吐量影响不大的情况下,对任意大小堆收集停顿时间都控制在10ms以内的低延迟。 ZGC堆内存布局 与G1一样,ZGC也采用基于Region的堆内存布局 ZGC
究其原因,监控系统计算的可用内存算法有偏差,他只关注了计算机的“实际”内存,忽略了计算机的虚拟内存。
之前写了两篇详细分析 Linux 内存管理的文章,读者好评如潮。但由于是分开两篇来写,而这两篇内容其实是有很强关联的,有读者反馈没有看到另一篇读起来不够不连贯,为方便阅读这次特意把两篇整合在一起,看这一篇就够了!
在查看系统资源使用情况时,很多工具为我们提供了从设备角度查看的方法。例如使用iostat查看磁盘io统计信息:
该文章介绍了如何通过 pmap 命令查看进程的虚拟地址空间使用情况,包括起始地址、大小、实际使用内存、脏页大小、权限、偏移、设备和映射文件等。通过分析这些信息,可以更好地了解程序运行时的内存使用情况,并找出潜在的内存泄漏、内存碎片等问题。
前言: 书接上回《内存映射技术分析》,继续来分析一下linux的物理内存管理。 分析: 1,物理内存 PC上的内存条,或者手机上的内存芯片,物理上实实在在的内存,就是物理内存。大小是硬件决定的,一般就是一个起始地址,加上大小。地址如何分配呢?PC上作者也不太懂,听闻BIOS可以配置。在ARM上,作者曾经看过一份电路图,当时的图上,使用32bit的高2bit作为chip select,后面的30bit作为地址总线,看过chip select信号之后,作者才明白为什么在代码上要配置起始的地址不是0,因为硬件
可执行文件的装载 进程和装载的基本概念的介绍 程序(可执行文件)和进程的区别 程序是静态的概念,它就是躺在磁盘里的一个文件。 进程是动态的概念,是动态运行起来的程序。 现代操作系统如何装载可执行文件 给进程分配独立的虚拟地址空间 将可执行文件映射到进程的虚拟地址空间(mmap) 将CPU指令寄存器设置到程序的入口地址,开始执行 可执行文件在装载的过程中实际上如我们所说的那样是映射的虚拟地址空间,所以可执行文件通常被叫做映像文件(或者Image文件)。 可执行ELF文件的两种视角 可执行ELF格式具有不寻常的
该漏洞是 Linux 内核的内存子系统在处理写时拷贝(Copy-on-Write)时存在条件竞争漏洞, 导致可以破坏私有只读内存映射。黑客可以在获取低权限的的本地用户后,利用此漏洞获取 其他只读内存映射的写权限,进一步获取 root 权限。
文章目录 一、查看 x86_64 架构体系内存分布 二、/proc/meminfo 重要字段解析 一、查看 x86_64 架构体系内存分布 ---- 执行 cat /proc/meminfo 命令 , 可以查看 " x86_64 架构体系内存分布 " ; 执行结果参考 : root@ubuntu:~/kernel/linux-5.6.14# cat /proc/meminfo MemTotal: 4001788 kB MemFree: 2312852 kB MemAvaila
在用户的视角里,每个进程都有自己独立的地址空间,A进程的4GB和B进程4GB是完全独立不相关的,他们看到的都是操作系统虚拟出来的地址空间。但是呢,虚拟地址最终还是要落在实际内存的物理地址上进行操作的。操作系统就会通过页表的机制来实现进程的虚拟地址到物理地址的翻译工作。其中每一页的大小都是固定的。这一段我不想介绍的太过于详细,对这个概念不熟悉的同学回去翻一下操作系统的教材。
a) 如果当前连续内存块足够 realloc 的话,只是将 p 所指向的空间扩大,并返回 p 的指针地址。这个时候 q 和 p 指向的地址是一样的
为了快速构建项目,使用高性能框架是我的职责,但若不去深究底层的细节会让我失去对技术的热爱。 探究的过程是痛苦并激动的,痛苦在于完全理解甚至要十天半月甚至没有机会去应用,激动在于技术的相同性,新的框架不再是我焦虑。 每一个底层细节的攻克,就越发觉得自己对计算机一无所知,这可能就是对知识的敬畏。
物理内存:不解释 虚拟内存:进程独享,由操作系统通过地址映射的方式,转换为对物理内存的访问。在32位Linux机器上,每个进程的虚拟内存都是4G。(这里的虚拟内存与操作系统使用中过程常见的虚拟内存概念不同,不要混淆了,如Linux中swap)
嵌入式Linux中文站消息,Linux系统的Swap分区,即交换区,Swap空间的作用可简单描述为:当系统的物理内存不够用的时候,就需要将物理内存中的一部分空间释放出来,以供当前运行的程序使用。那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程序,这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中,等到那些程序要运行时,再从Swap中恢复保存的数据到内存中。这样,系统总是在物理内存不够时,才进行Swap交换。其实,Swap的调整对Linux服务器,特别是Web服务器的性能至关重要。通过调整Swap,有时可以越过系统性能瓶颈,节省系统升级费用。
共享内存指 (shared memory)在多处理器的计算机系统中,可以被不同中央处理器(CPU)访问的大容量内存。由于多个CPU需要快速访问存储器,这样就要对存储器进行缓存(Cache)。任何一个缓存的数据被更新后,由于其他处理器也可能要存取,共享内存就需要立即更新,否则不同的处理器可能用到不同的数据。共享内存是 Unix下的多进程之间的通信方法 ,这种方法通常用于一个程序的多进程间通信,实际上多个程序间也可以通过共享内存来传递信息。
为什么选择Linux?因为Linux能让你掌握你所做的一切! 为什么痛恨Windows?因为Windows让你不知道自己在做什么! 这就是我喜欢Linux的原因。只要我愿意,我可以将底层的系统运行机制看得清清楚楚,可以掌握一切。而Windows尽管界面漂亮,却让你总也猜不透她心里想什么。我不喜欢若即若离的感觉。 如果你一看到这个标题就觉得头疼,或者对Linux的内部技术根本不关心,那么,我劝你一句:别用Linux了。你只是在追赶潮流,并不是真心喜欢它。Linux的确没有Windows好用,可它比Windows“结实”。如果你对Linux的稳定性感兴趣,特别是想把Linux作为网站服务器的话,那就请看看下文吧! Swap,即交换区,除了安装Linux的时候,有多少人关心过它呢?其实,Swap的调整对Linux服务器,特别是Web服务器的性能至关重要。通过调整Swap,有时可以越过系统性能瓶颈,节省系统升级费用。 本文内容包括: Swap基本原理 突破128M Swap限制 Swap配置对性能的影响 Swap性能监视 有关Swap操作的系统命令 Swap基本原理 Swap的原理是一个较复杂的问题,需要大量的篇幅来说明。在这里只作简单的介绍,在以后的文章中将和大家详细讨论Swap实现的细节。 众所周知,现代操作系统都实现了“虚拟内存”这一技术,不但在功能上突破了物理内存的限制,使程序可以操纵大于实际物理内存的空间,更重要的是,“虚拟内存”是隔离每个进程的安全保护网,使每个进程都不受其它程序的干扰。 Swap空间的作用可简单描述为:当系统的物理内存不够用的时候,就需要将物理内存中的一部分空间释放出来,以供当前运行的程序使用。那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程序,这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中,等到那些程序要运行时,再从Swap中恢复保存的数据到内存中。这样,系统总是在物理内存不够时,才进行Swap交换。 计算机用户会经常遇这种现象。例如,在使用Windows系统时,可以同时运行多个程序,当你切换到一个很长时间没有理会的程序时,会听到硬盘“哗哗”直响。这是因为这个程序的内存被那些频繁运行的程序给“偷走”了,放到了Swap区中。因此,一旦此程序被放置到前端,它就会从Swap区取回自己的数据,将其放进内存,然后接着运行。 需要说明一点,并不是所有从物理内存中交换出来的数据都会被放到Swap中(如果这样的话,Swap就会不堪重负),有相当一部分数据被直接交换到文件系统。例如,有的程序会打开一些文件,对文件进行读写(其实每个程序都至少要打开一个文件,那就是运行程序本身),当需要将这些程序的内存空间交换出去时,就没有必要将文件部分的数据放到Swap空间中了,而可以直接将其放到文件里去。如果是读文件操作,那么内存数据被直接释放,不需要交换出来,因为下次需要时,可直接从文件系统恢复;如果是写文件,只需要将变化的数据保存到文件中,以便恢复。但是那些用malloc和new函数生成的对象的数据则不同,它们需要Swap空间,因为它们在文件系统中没有相应的“储备”文件,因此被称作“匿名”(Anonymous)内存数据。这类数据还包括堆栈中的一些状态和变量数据等。所以说,Swap空间是“匿名”数据的交换空间。 突破128M Swap限制 经常看到有些Linux(国内汉化版)安装手册上有这样的说明:Swap空间不能超过128M。为什么会有这种说法?在说明“128M”这个数字的来历之前,先给问题一个回答:现在根本不存在128M的限制!现在的限制是2G! Swap空间是分页的,每一页的大小和内存页的大小一样,方便Swap空间和内存之间的数据交换。旧版本的Linux实现Swap空间时,用Swap空间的第一页作为所有Swap空间页的一个“位映射”(Bit map)。这就是说第一页的每一位,都对应着一页Swap空间。如果这一位是1,表示此页Swap可用;如果是0,表示此页是坏块,不能使用。这么说来,第一个Swap映射位应该是0,因为,第一页Swap是映射页。另外,最后10个映射位也被占用,用来表示Swap的版本(原来的版本是Swap_space ,现在的版本是swapspace2)。那么,如果说一页的大小为s,这种Swap的实现方法共能管理“8 * ( s - 10 ) - 1”个Swap页。对于i386系统来说s=4096,则空间大小共为133890048,如果认为1 MB=2^20 Byte的话,大小正好为128M。 之所以这样来实现Swap空间的管理,是要防止Swap空间中有坏块。如果系统检查到Swap中有坏块,则在相应的位映射上标记上0,表示此页不可用。这样在使用Swap时,不至于用到坏块,而使系统产生错误。
内存问题,脑瓜疼脑瓜疼。脑瓜疼的意思,就是脑袋运算空间太小,撑的疼。本篇是《荒岛余生》系列第三篇,让人脑瓜疼的内存篇。其余参见:
上一章我们讲解了标准分区的使用过程,可以看到,标准分区的配置比较简单,但是标准分区也有很显著的缺点,如:分区创建后不可扩容、分区的空间必须连续,不允许跨越多块空间或磁盘。但是这些缺点,却是我们在生产环境中比较常见的需求,如:存放某个软件相关数据的分区,经常会被软件的数据所占满,需要空间扩容,而且一块磁盘存满了,还需要再加一块新的磁盘。为了满足这种需求,Linux中就需要使用LVM技术来实现。
Linux 内存管理模型不是咱们这个系列的讨论重点,我们这里只会简单提一些对于咱们这个系列需要了解到的,如果读者想要深入理解,建议大家查看 bin 神(公众号:bin 的技术小屋)的系列文章:一步一图带你深入理解 Linux 虚拟内存管理
我们所有写的程序都需要指定路径才能运行,就像这样:(程序里面是打印DLC循环)
对于精通 CURD 的业务同学,内存管理好像离我们很远,但这个知识点虽然冷门(估计很多人学完根本就没机会用上)但绝对是基础中的基础。
前一篇博客说了怎样通过命名管道实现进程间通信,但是要在windows是使用命名管道,需要使用python调研windows api,太麻烦,于是想到是不是可以通过共享内存的方式来实现。查了一下,Python中可以使用mmap模块来实现这一功能。 Python中的mmap模块是通过映射同一个普通文件实现共享内存的。文件被映射到进程地址空间后,进程可以像访问内存一样对文件进行访问。 不过,mmap在linux和windows上的API有些许的不一样,具体细节可以查看mmap的文档。 下面看一个例子: serve
作者简介:许庆伟,Linux Kernel Security Researcher & Performance Developer 众所周知,Linux内核和CPU处理器负责将虚拟内存映射到物理内存。为了提高效率,在一个称为页的内存组中创建一个内存映射,其中每个页的大小根据处理器的实际情况而来。尽管大多数处理器也支持更大的页,但默认通常是4 KB,。内核可以从页空闲列表中为物理内存页的申请提供分配,并且为了提高效率,为每个DRAM组和CPU均设计了维护这些请求的方案。内核程序可以通过分配器(比如slab分配
/proc/PID/smaps 文件是基于 /proc/PID/maps 的扩展,他展示了一个进程的内存消耗,比同一目录下的maps文件更为详细。
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