伙伴系统是常用的内存分配算法,linux内核的底层页分配算法就是伙伴系统,伙伴系统的优点就是分配和回收速度快,减少外部碎片。算法描述:
有了前两节的学习相信读者已经知道CPU所有的操作都是建立在虚拟地址上处理(这里的虚拟地址分为内核态虚拟地址和用户态虚拟地址),CPU看到的内存管理都是对page的管理,接下来我们看一下用来管理page的经典算法--Buddy。
有了前两节的学习相信读者已经知道CPU所有的操作都是建立在虚拟地址上处理(这里的虚拟地址分为内核态虚拟地址和用户态虚拟地址),CPU看到的内存管理都是对page的管理,接下来我们看一下用来管理page
Linux内核中采用了一种同时适用于32位和64位系统的内存分页模型,对于32位系统来说,两级页表足够用了,而在x86_64系统中,用到了四级页表。四级页表分别为:
很多基础的概念,将跨越软件的层次而存在。比如slab,对于内核人员,我们都知道slab是buddy之上的一层。
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.
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
此处承接前面未深入分析的页面释放部分,主要详细分析伙伴管理算法中页面释放的实现。页面释放的函数入口是__free_page(),其实则是一个宏定义。
网上已经有很多关于Linux内核内存管理的分析和介绍了,但是不影响我再写一篇:一方面是作为其他文章的补充,另一方面则是自己学习的记录、总结和沉淀。
我们都知道Buddy分配器是按照页的单位分配的(Buddy系统分配器实现),如果我们需要分配几十个字节,几百个字节的时候,就需要用到SLAB分配器。
在应用程序设计过程中,内存是很重要的资源,而计算机主机的内存资源时有限的。一般而言我们可以申请到的内存是有限的,并不是想申请多大就有多大就可以申请多大的。/proc/buddyinfo文件里,就记录着系统的内存资源。
理解硬件访问内存的原理,MMU和页表;澄清Linux内核ZONE,buddy,slab管理;澄清用户空间malloc与内核关系,Lazy分配机制;澄清进程的内存消耗的vss,rss,pss,uss概念;澄清内存耗尽的OOM行为;澄清文件背景页面与匿名页,page cache与swap;澄清内存的回收、dirty page的写回,以及一些内存管理/proc/sys/vm sysctl配置的幕后原理;DMA和cache一致性,IOMMU等;给出一些内存相关的调试和优化方法;消除网上各种免费资料的各种误解。
上文我们讲到快速分配和慢速分配,接下来会详细讲解这两种分配情况,我们先来看下快速分配:
lab2 会依赖 lab1 ,我们需要把做的 lab1 的代码填到 lab2 中缺失的位置上面。练习 0 就是一个工具的利用。这里我使用的是 Linux 下的系统已预装好的 Meld Diff Viewer 工具。具体操作流程如下图所示:
Linux操作系统(包括Android)之所以可以运行丰富的应用程序,是因为背后有着内存管理和进程调度的支撑,个人觉得这两点也是所有OS的精华。掌握内存管理和进程调度对以后站在全局的角度去分析调试问题很有帮助。
本文主要介绍Buddy System、Slab Allocator的实现机制以及现实中的一些漏洞利用方法,从攻击者角度加深对Linux内核内存管理机制的理解。
现在的服务器大部分都是运行在Linux上面的,所以,作为一个程序员有必要简单地了解一下系统是如何运行的。对于内存部分需要知道:
Linux的内存管理可谓是学好Linux的必经之路,也是Linux的关键知识点,有人说打通了内存管理的知识,也就打通了Linux的任督二脉,这一点不夸张。有人问网上有很多Linux内存管理的内容,为什么还要看你这一篇,这正是我写此文的原因,网上碎片化的相关知识点大都是东拼西凑,先不说正确性与否,就连基本的逻辑都没有搞清楚,我可以负责任的说Linux内存管理只需要看此文一篇就可以让你入Linux内核的大门,省去你东找西找的时间,让你形成内存管理知识的闭环。
Linux的内存管理可谓是学好Linux的必经之路,也是Linux的关键知识点,有人说打通了内存管理的知识,也就打通了Linux的任督二脉,这一点不夸张。有人问网上有很多Linux内存管理的内容,为什么还要看你这一篇,这正是我写此文的原因,网上碎片化的相关知识点大都是东拼西凑,先不说正确性与否,就连基本的逻辑都没有搞清楚,我可以负责任的说Linux内存管理只需要看此文一篇就可以让你入Linux内核的大门,省去你东找西找的时间,让你形成内存管理知识的闭环。 文章比较长,做好准备,深呼吸,让我们一起打开Lin
现在的服务器大部分都是运行在Linux上面的,所以,作为一个程序员有必要简单地了解一下系统是如何运行的。对于内存部分需要知道: 地址映射 内存管理的方式 缺页异常 先来看一些基本的知识,在进程看来,内
内存是计算机系统中最重要的核心资源之一,Buddy 系统是 Linux 最底层的内存管理机制,它使用 Page 粒度来管理内存。通常情况下一个 Page 的大小为 4K,在 Buddy 系统中分配、释放、回收的最小单位都是 Page。
在上面一节我们讲述了buddy分配器是如何分配一页的,本节我们在学习buddy分配器是如何释放一页的
这里体现了 Buddy 的核心思想:在内存释放时判断其 buddy 兄弟 page 是不是 order 大小相等的 free page,如果是则合并成更高一阶 order。这样的目的是最大可能的减少内存碎片化。
又是一个夜黑风高的晚上,带上无线耳机听一曲。突然很感慨一句话:生活就像心电图,一帆风顺就证明你挂了。 就如同我们干运维的,觉得很简单的事情,有时候能干出无限可能。还是言归正传吧,这一次我们来说说stringhash分区算法。
前面分析了伙伴管理算法的初始化,在切入分析代码实现之前,例行先分析一下其实现原理。
Kafka 作为流处理平台,在实时流计算和在线业务场景,追尾读追求端到端低延迟。在离线批处理和削峰填谷场景,数据冷读追求高吞吐。两个场景都需要很好的数据缓存设计来支撑,Apache Kafka 的数据存储在本地文件,通过 mmap 将文件映射到内存中访问,天然就可以依托操作系统来完成文件的缓冲持久化、缓存加载和缓存驱逐。AutoMQ 采用存算分离的架构,将存储分离至对象存储,本地没有数据文件,因此无法像 Apache Kafka 一样直接使用数据文件 mmap 来进行数据缓存。这时候通常缓存对象存储的数据有两种做法:
CMA是reserved的一块内存,用于分配连续的大块内存。当设备驱动不用时,内存管理系统将该区域用于分配和管理可移动类型页面;当设备驱动使用时,此时已经分配的页面需要进行迁移,又用于连续内存分配;其用法与DMA子系统结合在一起充当DMA的后端,具体可参考《没有IOMMU的DMA操作》。
这次给大家带来的是牛客一位昵称为一条咸鱼游啊游的朋友分享的面经,勾玉在这里做出分析解答,一起看看吧~
KASAN 是 Kernel Address Sanitizer 的缩写,它是一个动态检测内存错误的工具,主要功能是检查内存越界访问和使用已释放的内存等问题。KASAN 集成在 Linux 内核中,随 Linux 内核代码一起发布,并由内核社区维护和发展。本文简要介绍 KASAN 的原理及使用方法。
2c2g 云服务器,你占用了83%的内存空间!傅哥!Jenkins 用不起呀!我好不容易找对象要50块买的一年服务器,要学你的项目。现在都被 Jenkins 吃了!
分区伙伴分配器概念 : Linux 内核 在 基本 伙伴分配器 基础上 , 增加了对 " 内存节点 “ 和 ” 内存区域 “ 的支持 , 这就是 ” 分区伙伴分配器 “ , 英文名称为 ” Zond Buddy Allocator " ;
众所周知,程序需要加载到物理内存才能运行,多核时代会出现多个进程同时操作同一物理地址的情况,进而造成混乱和程序崩溃。计算机当中很多问题的解决都是通过引入中间层,为解决物理内存使用问题,虚拟内存作为中间层进入了操作系统,从此,程序不在直接操作物理内存,只能看到虚拟内存,通过虚拟内存,非常优雅的将进程环境隔离开来,每个进程都拥有自己独立的虚拟地址空间,且所有进程地址空间范围完全一致,也给编程带来了很大的便利,同时也提高了物理内存的使用率,可同时运行更多的进程。
Linux 内核中 , " 分区伙伴分配器 " 有多种 物理页分配函数 , 所有的 函数 都会调用 __alloc_pages_nodemask 函数 , 该函数是 物理页分配 的 核心函数 ;
Buddy分配器是按照页为单位分配和释放物理内存的,在Zone那一节文章中freearea就是通过buddy分配器来管理的。
每个时序图节点,右键单击,有两个选项“Go to Source” 和 “ Remove Method 'xxxxxx()'”,分别为跳转到源代码对应的位置 和 从时序图中删除对应的方法,去除冗余信息,简化时序图,方便修改时序图显示。
本文简要梳理为什么使用池化内存?Netty使用池化内存从哪些方面提升了效率?梳理了池化内存的核心组件大体含义以及内存分配流程,勾勒池化内存的整体框架。后面文章会详细拆解每个点是如何实现的。
slab分配器设计的需求 在Linux内核的内存子系统中,伙伴系统无疑处于内存管理的核心地带,但是如果将内存管理从逻辑上分层,它的位置则处于最底层。Buddy是所有物理内存的管家,不论使用何种接口申请内存都要经由伙伴系统进行分配。但是,伙伴系统管理的物理内存是以页为单位,以4K页为例,它也包含了4096个字节。但是无论是内核自己还是用户程序,在日常的使用中都很少会需要使用四千多字节大小的内存。试想如果我们仅需要为10个字符的字符串分配内存,但是伙伴系统却给了我们一页,那这一页剩余没有使用的内存就浪费了,而且
近日,韩国动画工作室Redrover宣布,由其制作的一部全新交互式VR电影《Buddy VR》,将在第75届威尼斯国际电影节上上映。《Buddy VR》还将作为VR竞赛单元的一部分,与其他VR作品共同角逐奖项。
前面已经分析了内存管理框架的构建实现过程,有部分内容未完全呈现出来,这里主要做个补充。
具体的算法初始化则回到start_kernel()函数接着往下走,下一个函数是mm_init():
前言: 乍一看,hugetlb和hugepage还挺像的,好像都是所谓的“大页”。然而,却很难说出来它们的差异。作者也是花了写时间翻翻代码,写了几个测试的例子,加上用工具据实测了几个关键参数,才明白。 分析: 1,page fault 用户大多数情况下申请内存的方法: a,使用malloc函数族,其实是glibc封装了brk/mmap。这种情况下分配的是虚拟内存,并没有直接分配物理内存。 b,调用brk分配,这种情况很少见,并只分配虚拟内存。 c,使用mmap,分配出来虚拟内存。如果flags带有MAP
在内存管理的上下文中, 初始化(initialization)可以有多种含义. 在许多CPU上, 必须显式设置适用于Linux内核的内存模型. 例如在x86_32上需要切换到保护模式, 然后内核才能检测到可用内存和寄存器.
对于用户空间的应用程序,我们通常根本不关心page的物理存放位置,因为我们用的是虚拟地址。所以,只要虚拟地址不变,哪怕这个页在物理上从DDR的这里飞到DDR的那里,用户都基本不感知。那么,为什么要写一篇论述页迁移的文章呢?
__alloc_pages_nodemask 函数 定义在 Linux 内核源码的 linux-4.12\mm\page_alloc.c#4003 位置 , 函数原型如下 :
相对于小傅哥之前编写的字节码编程; ASM、Javassist 系列,Byte Buddy 玩法上更加高级,你可以完全不需要了解一个类和方法块是如何通过 指令码 LDC、LOAD、STORE、IRETURN... 生成出来的。就像它的官网介绍;
一边有一个经常引诱我让我“娱乐至死”的视频,还有一个不停“鞭策“我让我快点学习的大BOSS。正是有这两种极端的爱才让我常常在自信中明白自己努力的方向。嗯,"人间不值得"!
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