若机器中安装8G物理内存，那么内核就只能访问前1G物理内存，后面7G物理内存将会无法访问，因为内核的地址空间已经全部映射到物理内存地址范围0x0 ~ 0x40000000。...常见问题： 1、用户空间（进程）是否有高端内存概念？ 用户进程没有高端内存概念。只有在内核空间才存在高端内存。用户进程最多只可以访问3G物理内存，而内核进程可以访问所有物理内存。...2、64位内核中有高端内存吗？ 目前现实中，64位Linux内核不存在高端内存，因为64位内核可以支持超过512GB内存。若机器安装的物理内存超过内核地址空间范围，就会存在高端内存。...3、用户进程能访问多少物理内存？内核代码能访问多少物理内存？ 32位系统用户进程最大可以访问3GB，内核代码可以访问所有物理内存。...5、为什么不把所有的地址空间都分配给内核？ 若把所有地址空间都给内存，那么用户进程怎么使用内存？怎么保证内核使用内存和用户进程不起冲突？
文章目录 一、Linux 内核 动态分配内存 系统接口函数 二、统计输出 vmalloc 分配的内存 一、Linux 内核 动态分配内存 系统接口函数 ---- Linux 内核 " 动态分配内存 "...是通过 " 系统接口 " 实现的 , 下面介绍几个重要的 接口函数 ; ① 以 " 页 " 为单位分配内存 : alloc_pages , __get_free_page ; ② 以 " 字节 " 为单位分配..." 虚拟地址连续的内存块 " : vmalloc ; ③ 以 " 字节 " 为单位分配 " 物理地址连续的内存块 " : kmalloc ; 注意 该 " 物理地址连续的内存块 " 是以 Slab 为中心的...; 二、统计输出 vmalloc 分配的内存 ---- 执行 grep vmalloc /proc/vmallocinfo 命令 , 可以统计输出 通过 vmalloc 函数分配的 " 虚拟地址连续的内存块
文件的内存映射示意图： 对于用户进程和内核进程： 将用户进程的一段内存区域映射到内核进程，映射成功后，用户进程对这段内存区域的修改直接反映到内核空间，同样，内核进程对这段内存区域的修改也直接反映到用户空间...没有内存映射的I/O操作示意图： 磁盘->内核空间->用户空间 有内存映射的I/O操作示意图：少了一个copy操作 内存映射的优点： 减少了拷贝次数，节省I/O操作的开支 用户空间和内核空间可以直接高效交互...offset); start：用户进程中要映射的某段内存区域的起始地址，通常为NULL（由内核来指定） length：要映射的内存区域的大小 prot：期望的内存保护标志 flags：指定映射对象的类型...一般用信号量来同步共享内存的访问。 共享内存区在系统存储中的位置： 为什么要用共享内存： 对于涉及到内核操作的，内核和进程之间，经历了四次复制操作，开销很大。..., int shmflg) --shmid：共享内存区的标识id，shmget的返回值 --shmaddr：共享内存附加到本进程后在本进程地址空间的内存地址，若为NULL，由内核分配地址。
（外部）内存碎片是一个历史悠久的 Linux 内核编程问题，随着系统的运行，页面被分配给各种任务，随着时间的推移内存会逐步碎片化，最终正常运行时间较长的繁忙系统可能只有很少的物理页面是连续的。...由于 Linux 内核支持虚拟内存管理，物理内存碎片通常不是问题，因为在页表的帮助下，物理上分散的内存在虚拟地址空间仍然是连续的 （除非使用大页），但对于需要从内核线性映射区分配连续物理内存的需求来说就会变的非常困难...如果内核编程不再依赖线性地址空间的高阶物理内存分配，那么内存碎片问题就从根本上解决了，但对于 Linux kernel 这样庞大的工程来说，这样的修改显然是不可能的，所以从 Linux 2.x 版本至今...本文将重点描述当前常用的 3.10 版本内核在伙伴分配器的预防内存碎片的扩展，内存规整原理，如何查看碎片指数，以及如何量化内存规整带来的延迟开销等。...因此仅仅依靠此功能是不够的，内核需要一些手段来整治内存碎片。 未完待续...
内存管理硬件架构 因为内存管理是内核最为核心的一个功能，针对内存管理性能优化，除了软件优化，硬件架构也做了很多的优化设计。下图是一个目前主流处理器上的存储器层次结构设计方案。 ?...直接内存动态分配地址空间：因为访问效率等原因，内核对内存采用简单的线性映射，但是因为32位CPU的寻址能力（4G大小）和内核地址空间起始的设置（3G开始），会导致内核的地址空间资源不足，当内存大于1GB...高端内存动态分配地址空间：高端内存分配的内存是虚拟地址连续而物理地址不连续的内存，一般用于内核动态加载的模块和驱动，因为内核可能运行了很久，内存页面碎片情况严重，如果要申请大的连续地址的内存页会比较困难...持久映射地址空间：内核上下文切换会伴随着TLB刷新，这会导致性能下降。但一些使用高端内存的模块对性能也有很高要求。...内存管理软件架构 内核内存管理的核心工作就是内存的分配回收管理，其内部分为2个体系：页管理和对象管理。
文章目录 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 ) 二、Linux 内核架构层次 三、Linux 系统调用接口 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU..." ; ② 内核空间 : Linux 内核启动后 , 一直 驻留在内存 中 , 应用程序 不能 读写 内核空间数据 , 不能直接调用 内核源码 中的函数 ; 只能通过 " 系统调用 " 间接调用 内核函数...; ③ 硬件 : 硬件主要是指 处理器 中的 " 内存管理单元 “ , 该 内存管理单元 主要作用是 将 ” 虚拟内存地址 " 转为 " 物理内存地址 " ; " 内存管理单元 " , 英文名称是 "...组成 ; 层次架构如下 : Linux 内核 需要 " 管理硬件 " , 如 : CPU 处理器 , 内存 , I/O 设备 , 网络设备 等 ; Linux 内核 还需要 向上层的 " 应用程序...中的如下功能 : ① 进程调度 : 内核 调用 CPU 处理器 实现 进程调度 ; ② 内存管理 : 内核 调用 物理内存 实现 内存管理 ; ③ IPC 跨进程通信 ④ VFS 虚拟文件系统
内存管理的要点 内核内存是在虚拟地址空间的高2GB位置，且由所有进程所共享，进程进行切换时改变的只是进程的用户分区的内存 驱动程序就像一个特殊的DLL，这个DLL被加载到内核的地址空间中，DriverEntry...//函数体 } 其中PAGED_CODE是一个WDK中提供的一个宏，只在debug版本中生效，用于判断当前的中断请求级别，当级别高于DISPATCH_LEVEL(包含这个级别)时会产生一个断言 内核中的堆申请函数...，即出现大量小块的不连续的内存片段，这个时候即使内存仍有剩余，但是我们也申请不了内存，一般在操作系统空闲的时候会进行内存整理，将空洞内存进行合并，如果驱动需要频繁的从内存中申请释放相同大小的内存块，DDK...，如果申请的内存过多，lookaside结构中的内存不够时，他会自动向操作系统申请更多的内存，如果lookaside内部有大量未使用的内存时，他会自动释放一部分，总之它是一个智能的自动调整内存大小的一个容器...在内核中，对于内存的读写要相当的谨慎，稍不注意就可能产生一个新漏洞或者造成系统的蓝屏崩溃，有时在读写内存前需要判断该内存是否合法可供读写，DDK提供了两个函数来判断内存是否可读可写 VOID ProbeForRead
从 Linux 内核 VS 内存碎片 （上） 我们可以看到根据迁移类型进行分组只是延缓了内存碎片，而并不是从根本解决，所以随着时间的推移，当内存碎片过多，无法满足连续物理内存需求时，将会引起性能问题。...因此仅仅依靠此功能还不够，所以内核又引入了内存规整等功能。...内存规整 在内存规整引入之前，内核还使用过 lumpy reclaim 来进行反碎片化，但在我们当前最常用的 3.10 版本内核上已经不存在了，所以不做介绍，感兴趣的朋友请从文章开头整理的列表中自取，我们来看内存规整...对于 3.10 版本内核，内存规整的时机如下： 在分配高阶内存失败后 kswapd 线程平衡 zone； 直接内存回收来满足高阶内存需求，包括 THP 缺页异常处理路径； khugepaged 内核线程尝试...，但需要对内核相关子系统的工作原理要有一定理解，对客户的内核版本也有一定要求。
由于早期的云服务器，大量存量3.10内核作为cvm的操作系统内核。3.10内核存在着很多已知问题，其中的常客之一便是内存不足场景下，内存回收引发的问题。...内存回收和OOM一直是Linux中一个饱受诟病的问题，其路径内核一直在优化，所以从理论上新版本内核一定是优于老版本。...本文通过构造用例测试，来针对3.10和5.4内核在内存不足场景下的表现进行分析对比，以说明5.4会在内存不足的场景下有更好的表现。...【测试数据】使用两台IT5 64C 256G 100M的cvm，一台3.10 内部内核，一台TencentOS 5.4.119-19-0009，内存相关内核参数相同。...图片后话5.4相较3.10内核在内存不足的场景下，更加稳定且性能更好已经可以从本文中的case分析得到一定程度上的证明，但本文中的场景也仅是抛砖引玉，3.10并非就这一个内存不足的场景有问题，总体相较5.4
Linux内核在启动时会打印出内核内存空间的布局图，下面是ARM Vexpress平台打印出来的内存空间布局图： ? 这部分信息打印是在mem_init()函数中实现的。...在内核初始化内存时，在santiy_check_meminfo()函数中确定高端内存的起始地址，全局变量high_memory来存放高端内存的起始地址。...内核许多驱动使用vmalloc来分配连续的虚拟地址的内存，因为有的驱动不需要连续的物理地址的内存；除此之外，vmalloc还可以用于高端内存的临时映射。...一个32bit系统中实际支持的内存数量会超过内核线性映射的长度，但是内核具有对所有内存的寻找能力。...内核通常把物理内存低于760MB的称为线性映射内存（Normal Memory），而高于760MB以上的称为高端内存（High Memory）。
LiteOS内核的内存管理 1.1....Huawei LiteOS 的内存管理模块通过对内存的申请/释放操作，来管理用户和OS对内存的使用，使内存的利用率和使用效率达到最优，同时最大限度地解决系统的内存碎片问题。 1.2....动态内存管理 动态内存管理，即在内存资源充足的情况下，从系统配置的一块比较大的连续内存（内存池），根据用户需求，分配任意大小的内存块。...当用户需要分配内存时，可以通过操作系统的动态内存申请函数索取指定大小内存块，一旦使用完毕，通过动态内存释放函数归还所占用内存，使之可以重复使用。 2....在Demo文件夹右击，新建文件夹osal_kernel_demo用于存放内核的实验文件（如果已有请忽略这一步）。
/100% 280MB 3.06GB/s 98K/s Linux+共享内存 3(仅一个连接压力测试) 16KB 61%/71% 280MB 1.59GB/s 102K/s Linux+共享内存 3(仅一个连接压力测试...) 8KB 36%/70% 280MB 1.27GB/s 163K/s Linux+共享内存 3(仅一个连接压力测试) 4KB 40%/73% 280MB 1.30MB/s 333K/s Linux+共享内存.../s Linux+共享内存 3(仅一个连接压力测试) 512字节 44%/100% 280MB 610MB/s 1250K/s Linux+共享内存 3(仅一个连接压力测试) 256字节 42%/100%...当然如果真要搞到2M的连接数，连内核底层的tcp窗口的缓冲区也得改。这个缓冲区默认情况都远大于4K。 最后加的一个东西就是：write队列什么时候合包？...165MB/s 2857K/s Linux+共享内存 1 8-16384字节 98%/98% 74MB/74MB 1.56GB/s 199K/s Linux+共享内存 1 8-128字节(模拟ping包
文章目录 一、ARM64 架构体系内存分布 二、Linux 内核启动源码 start_kernel 三、内存初始化源码 mm_init 四、内存初始化源码 mem_init 一、ARM64 架构体系内存分布...的 " 物理地址 " 有 48 位 , 理论上最大 " 寻址空间 " 为 256 TB ; ARM64 架构 的 " 虚拟地址 " 也是 最大支持 48 位 寻址地址 ; Linux 内核...将 " 地址空间 " 划分为 : 内核空间 和 用户空间 ; ① 内核空间 ( Kernel Space ) : 寻址范围 0x FFFF 0000 0000 0000 ~ 0x FFFF FFFF...; 二、Linux 内核启动源码 start_kernel ---- 在 Linux 内核初始化完成后 , 会在 " 初始化内存 " 时 , 输出 内存布局 ; Linux 内核启动源码是定义在 linux...\mm\init_32.c#766 位置 ; 在内存初始化时 , 会打印如下格式的 " 内核空间 内存分布 " 日志 : printk(KERN_INFO "virtual kernel memory
概述 内存回收是把已经使用过的的物理页帧重新放回到内核中的buddy系统(buddy系统用于申请空闲物理页帧的子系统)管理中，解决内存紧张的问题；内存回收的页帧包括未修改的文件页帧、修改且完成同步的文件页帧...内核对所有用户态进程消耗的RAW内存总量不做严格的约束，当系统负载相对较低的时候，内存大部分被磁盘高速缓存使用，随着系统负载增大，系统进程使用的内存越来越多，磁盘的高速缓存占用的内存就会被缩小，内存页帧的回收必须在消耗所有空闲页帧之前进行...如果内核尝试回收后仍然无法获得物理页帧，内核会执行find_bad_process找到一个进程并且执行OOM Kill释放这个进程占用的物理页帧。...内核中同时存在slab allocation,它用于内核数据结构的申请。slab分配器在频繁申请和释放的情况下效率比较高 基于LRU页帧链表 内存页帧是有映射的，映射到一个或者多个进程的虚拟空间。...内核一般用内存页帧的引用次数来表示页帧的活跃程度。一个内存区zone将空闲页帧和已经在使用的页帧分别用buddy系统和 zone的LRU链表管理。
让我们继续在《内核读写内存浮点数》的基础之上做一个简单的延申，如何实现多级偏移读写，其实很简单，读写函数无需改变，只是在读写之前提前做好计算工作，以此来得到一个内存偏移值，并通过调用内存写入原函数实现写出数据的目的...以读取偏移内存为例，如下代码同样来源于本人的LyMemory读写驱动项目，其中核心函数为WIN10_ReadDeviationIntMemory()该函数的主要作用是通过用户传入的基地址与偏移值，动态计算出当前的动态地址...#include #include #include // 普通Ke内存读取 NTSTATUS KeReadProcessMemory...的动态地址中的数据，如下图所示； 至于如何将数据写出四级偏移的基址上面，则只需要取出pbase里面的基址，并通过原函数WIN10_WriteProcessMemory直接写出数据即可，此出的原函数在《内核...ref = WIN10_WriteProcessMemory(Pid, (void *)pbase, 4, &SetValue); if (ref == TRUE) { DbgPrint("[内核写成功
Linux内核在大多数体系结构中都把两个地址空间划分为用户空间和内核空间。...64位的Linux内核已经没有高端内存的概念了，因为48位的寻址空间已经足够大了 在QEMU实验平台上，ARM64架构的LInux内核的内存分布图如下： ?...如图所示，ARM64架构处理器的Linux内核内存布局图。ARM64架构处理器的Linux内核内存布局如下： ?...（2）非规范区域 （3）内核空间：0xffff_0000_0000_0000到0xffff_ffff_ffff_ffff。一共有256TB。...内核空间又做了如下细分： vmalloc区域：0xffff_0000_0000_0000到0xffff_7bff_bfff_0000，大小为126974GB。
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。 一、KASAN的原理和使用方法 1....由于1/8的内存用于shadow memory，可用内存会减少1/8，例如8GB的内存，打开KASAN后，MemTotal约为6.72GB。...KASAN原理概述 KASAN利用额外的内存标记可用内存的状态，这部分额外的内存被称作shadow memory（影子区），KASAN将1/8的内存用作shadow memory。...二、总结 KASAN通过建立影子内存来管理内存访问的合法性，可以有效检测内存越界等问题，但无法发现因逻辑问题导致的合法内存的内容改写问题。
所有罗列的 Linux 内核代码也均在（或只在）X86-64 下有效。...腾讯T6-9首发“Linux内核源码嵌入式开发进阶笔记”，差距不止一点点哦Memory barrier 简介程序在运行时内存实际的访问顺序和程序代码编写的访问顺序不一定一致，这就是内存乱序访问。...避免编译时内存乱序访问的办法就是使用编译器 barrier（又叫优化 barrier）。Linux 内核提供函数 barrier() 用于让编译器保证其之前的内存访问先于其之后的完成。...在 Linux 内核中，提供了一个宏 ACCESS_ONCE 来避免编译器对于连续的 ACCESS_ONCE 实例进行指令重排。...Memory barrier 的范例读内核代码进一步学习 Memory barrier 的使用。
Linux内核内存泄漏怎么搞? 1、Kmemleak介绍 在Linux内核开发中，Kmemleak是一种用于检测内核中内存泄漏的工具。...内存泄漏指的是程序中已经不再使用的内存没有被妥善地释放，导致内存的浪费。内核中的内存泄漏同样会导致系统性能下降、系统崩溃等问题。...Kmemleak能够检测内核中的内存泄漏，通过检测内核中未被释放但又无法找到其使用位置的内存，进一步定位、修复内存泄漏的问题。...3、Kmemleak原理 Kmemleak提供了一种跟踪垃圾回收器tracing garbage collector的原理，来检测内核中存在的内存泄露，其不同之处在于：孤立的对象并没有被释放掉，而是通过...我们通过查看相关内核文档可知，内存泄露检测的扫描算法步骤如下： 将所有对象标记为白色（最后剩余的白色对象将被视为孤立对象） 从数据段和堆栈开始扫描内存，根据红黑树中存储的地址信息来检查值，如果找到指向白色对象的指针
Linux 5.12引入一个新的内存错误检测工具：KFENCE（Kernel Electric-Fence，内核电子栅栏）。KFENCE是一个低开销的、基于采样的内存错误检测工具。...KASAN依靠编译器插桩，对每个内存访问都检查地址的合法性，更精确，但是导致内核的性能下降，所以KASAN只适合测试环境。...KFENCE使用采样的方法，牺牲了精度，但是性能开销几乎为零，它被设计为在产品内核中使用，发现在测试环境中测试用例没有执行的代码路径中的缺陷。...使用方法 KFENCE的配置宏如下。 (1) 配置宏CONFIG_KFENCE。...在采样间隔到期以后，下一次从SLAB分配器（或者SLUB分配器）分配内存的时候，从KFENCE内存池分配一个对象（只支持分配长度不超过一页），如果内存池用完了，那么返回空指针，由SLAB分配器分配。
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