linux内存管理高速缓存_linux内存管理_内存管理 linux - 腾讯云开发者社区

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...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...访问速度不匹配 , 增加了 " 高速缓存 " 机制 ; 一级缓存 : 数据缓存 , 指令缓存 ; 二级缓存 : 协调内存与一级缓存 ;

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Linux - Linux内存管理

移除交换空间 ---- 概念内存管理是Linux系统重要的组成部分。...为了解决内存紧缺的问题，Linux引入了虚拟内存的概念。为了解决快速存取，引入了缓存机制、交换机制等。...当需要用到原始内容时，这些信息会被重新从交换空间读入物理内存。 Linux的内存管理采取的是分页存取机制。...要深入了解Linux内存运行机制，需要知道下面提到的几个方面。首先，Linux系统会不时地进行页面交换操作，以保持尽可能多的空闲物理内存。...其次，Linux进行页面交换是有条件的，不是所有页面在不用时都交换到虚拟内存中，Linux内核根据“最近最经常使用”算法，仅仅将一些不经常使用的页面文件交换到虚拟内存中。

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Linux内存管理

本篇介绍本篇介绍下Linux的内存管理，用系统角度看内存的寻址和分配机制。内容介绍内存管理应该是系统中最难的模块之一了，而且历史也悠久，就先来简单回顾下。...分段和分页谈到内存管理，最先想到的就是分段和分页机制。...分页分段机制的确很优秀，不过还可以再优秀一点，那就是分页机制，分段有个不足就是按段来管理，毕竟段相对于内存来说还是太大了，比如代码段，数据段之类的有可能很大，按这么大粒度管理可能还是会存在内存碎片问题...分页把地址空间按照页框来管理，一般是4k，也有其他款式的，总之要和物理内存的页框大小匹配上。这样内存就按照页框的粒度来管理就好了。...mmap流程如下： image.png 缺页异常 linux 是在不得不使用物理内存的时候才会分配物理内存。这句话该怎么理解呢？

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Linux 内存管理

操作系统内存管理包括物理内存管理和虚拟内存管理：我们这篇主要介绍Linux的虚拟内存管理。...物理内存管理在另外一篇：《操作系统内存管理(思维导图详解)》 1、程序的进程在内存的数据结构一.Linux 进程在内存数据结构 ---- 1、存储（没有调入内存）阶段：可以看到一个可执行程序在存储...并且提供段内分页管理机制．为 Linux虚拟内存管理机制提供了支持。 ...六.分页机制管理 ---- Linux使用分页管理机制来更加有效地利用物理内存．当创建一个进程时．仅仅把当前进程的一小部分真正装入内存．其余部分需要访问时．处理器产生一个页故障．由缺页中断服务程序根据缺页虚拟地址和出错码调用写拷贝函数...kswapd进程定期地检查系统中的空闲页面数．如果少于一定值．则按照以下三中途径获得空闲页面： ①减少缓冲区和页面高速缓存的大小； ②把共享内存占用的页面置换到对换空间

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Linux 内存管理

查看Linux内存使用情况 free -m Linux内存清理：绝大多数情况下都不需要此操作，因为cache的内存在需要的时候是可以自动释放的～最好先sync几次，再清理内存，有下面三个级别，数值越大清理越彻底...1 > /proc/sys/vm/drop_caches echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches 更多内存清理的介绍参见转载的文章...：http://www.cnblogs.com/jyzhao/articles/3999185.html Linux共享内存 ipcs -a 查看内存条数 dmidecode | grep -A16 "

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CPU高速缓存与内存屏障

CPU高速缓存 cpu高速缓存的由来在CPU的全部取指令周期中(程序计算),至少需要访问一次存储器(也就是我们所说物理内存上的数据) 通常需要多次访问存储器的取操作数或者保存结果,CPU处理计算的速度明显受限于访问存储器的限制...因此解决方案就是利用局部性原理,在CPU与物理内存之间提供一个容量小并且速度快的存储器,称为高速缓存 高速缓存概述缓存是分“段”（line）的，一个段对应一块存储空间，大小是 32（较早的 ARM、...,存在就返回,不存在就读取物理内存数据 高速缓存和内存 ?...高速缓存分为L1-L3 Cache L1 Cache: 一级缓存是CPU第一层高速缓存,分为指令缓存和数据缓存,一般服务器的CPU的L1缓存容量在32-4096kb,现在的L1 Cache都不能直接与内存直连传输数据...,在指令前插入Load Barrier,可以让高速缓存中的数据失效,强制从新主内存中加载数据读取主内存内容,让CPU缓存与主内存保持一致,避免缓存导致的一致性问题完全内存屏障,保障了早于屏障的内存读写操作的结果提交到内存之后

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Linux内存描述之高端内存--Linux内存管理(五)

但是，当Linux物理内存超过1G时，线性访问机制就不够用了，因为只能有1G的内存可以被映射，剩余的物理内存无法被内核管理，所以，为了解决这一问题，Linux把内核地址分为线性区和非线性区两部分，线性区规定最大为...4 页框管理 4.1 页框管理 Linux采用4KB页框大小作为标准的内存分配单元。...每个管理区又有自己的描述符，描述了该管理区空闲的页框，保留页数目等。每个页描述符都有到内存节点和到节点管理区的连接（被放在flag的高位字段）。...内核调用一个内存分配函数时，必须指明请求页框所在的管理区，内核通常指明它愿意使用哪个管理区。 4.2 保留的页框池如果有足够的空闲内存可用、请求就会被立刻满足。...内核通过内核页全局目录来管理所有的物理内存，由于线性地址前3G空间为用户使用，内核页全局目录前768项（刚好3G）除0、1两项外全部为0，后256项（1G）用来管理所有的物理内存。

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Linux内存管理:memblock

内存管理是操作系统内核中最复杂的部分之一， start_kernel函数在内核启动第一个init进程前初始化了所有的内核特性（包括那些依赖于不同架构的特性），你也许还记得引导时创立的临时页表，但复杂的内存管理部分还没有开始...，当start_kernel函数被调用时，我们会看到初期内存管理到更复杂的内存管理数据结构和技术的转变，为了更好的理解内核的初始化过程，我们需要对这些技术有更清晰的理解，今天我们会着重讨论这个过程，主要针对初期的内存管理...，也不参与内存的分配，称之为静态内存； GPU/camera/多核共享的内存都需要预留大量连续内存，这部分内存平时不使用，但是必须为各个应用场景预留，这样的内存称之为预留内存；内存其余的部分，是需要内核管理的内存...memblock是什么 memblock介绍 memblock即linux启动后kernel管理内存空间抽象出来的结构，此时buddy系统和slab分配器等并没有初始化，当需要执行一些内存管理、内存分配的任务...，此时就是有初期的管理模块memblock机制。

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Linux 内存管理初探

转自 | Linux 内核之旅作者 | 郑剑 linux 内存是后台开发人员，需要深入了解的计算机资源。合理的使用内存，有助于提升机器的性能和稳定性。...本文主要介绍 linux 内存组织结构和页面布局，内存碎片产生原因和优化算法，linux 内核几种内存管理的方法，内存使用场景以及内存使用的那些坑。...从内存的原理和结构，到内存的算法优化，再到使用场景，去探寻内存管理的机制和奥秘。一、走进 linux 内存 1、内存是什么？...二、 linux 内存地址空间 1、linux 内存地址空间 Linux 内存管理全貌 ?...三、 Linux 内存分配算法内存管理算法——对讨厌自己管理内存的人来说是天赐的礼物 1、内存碎片 1) 基本原理产生原因：内存分配较小，并且分配的这些小的内存生存周期又较长，反复申请后将产生内存碎片的出现

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linux 内存管理初探

导语 linux 内存是后台开发人员，需要深入了解的计算机资源。合理的使用内存，有助于提升机器的性能和稳定性。...本文主要介绍 linux 内存组织结构和页面布局，内存碎片产生原因和优化算法，linux 内核几种内存管理的方法，内存使用场景以及内存使用的那些坑。...从内存的原理和结构，到内存的算法优化，再到使用场景，去探寻内存管理的机制和奥秘。一、走进 linux 内存 1、内存是什么？...内存地址空间 1、linux 内存地址空间 Linux 内存管理全貌 [1502333613282_2762_1502333613646.jpg] 2、内存地址——用户态&内核态用户态：Ring3...[1502334025496_4791_1502334025688.jpg] 三、 Linux 内存分配算法内存管理算法——对讨厌自己管理内存的人来说是天赐的礼物 1、内存碎片 1)

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Linux内存描述之概述--Linux内存管理(一)

每台处理机可以有私用高速缓存,外围设备也以一定形式共享。...2 (N)UMA模型中linux内存的机构 Linux适用于各种不同的体系结构, 而不同体系结构在内存管理方面的差别很大. 因此linux内核需要用一种体系结构无关的方式来表示内存....而内存管理的其他地方则认为他们就是在处理一个(伪)NUMA系统. 2.2 Linux物理内存的组织形式 Linux把物理内存划分为三个层次来管理层次描述存储节点(Node) CPU被划分为多个节点...(node), 内存则被分簇, 每个CPU对应一个本地物理内存, 即一个CPU-node对应一个内存簇bank，即每个内存簇被认为是一个节点管理区(Zone) 每个物理内存节点node被划分为多个内存管理区域..., 我们会在后面典型架构(x86)上内存区域划分详细讲解x86_32上的内存区域划分因此Linux内核对不同区域的内存需要采用不同的管理方式和映射方式, 为了解决这些制约条件，Linux使用了三种区:

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Android内存管理(四)Linux的内存管理机制

linux内存管理卷帙浩繁，本文只能层层递进地带你领略冰山轮廓，通过本文你将了解到以下内容：为什么需要管理内存 linux段页管理机制内存碎片的产生机理为什么需要管理内存老子的著名观点是无为而治...在linux系统中如果以一种原始简单的方式管理内存是存在一些问题的，我们来看几个场景。...物理内存和内存碎片 ---- 前面说的段页管理机制算是虚拟空间的部分，然而linux内存管理的另外一个重要部分就是物理内存的管理了，也就是如何分配和回收物理内存，这就涉及到一些内存分配算法和分配器。...而这种磁盘高速缓存则是基于两个事实：第一，内存访问速度远远高于磁盘访问速度；第二，数据一旦被访问，就很有可能短期内再次被访问。另外，buffers与cached缓存的内容也是不同的。...这是Linux内存管理的优秀特性，无论物理内存有多大，Linux都将其充分利用，将一些程序调用过的硬盘数据缓存到内存，利用内存读写的高速性提高系统的数据访问性能。

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Linux内存描述之内存节点node--Linux内存管理(二)

CPU访问本地内存的速度比访问远程内存的速度要快 Linux适用于各种不同的体系结构, 而不同体系结构在内存管理方面的差别很大....因此linux内核需要用一种体系结构无关的方式来表示内存....因此linux内核把物理内存按照CPU节点划分为不同的node, 每个node作为某个cpu结点的本地内存, 而作为其他CPU节点的远程内存, 而UMA结构下, 则任务系统中只存在一个内存node, 这样对于...，内核页需要使用内存（另外，还需要保留部分内存用于初始化内存管理子系统）为解决这个问题，内核使用了自举内存分配器此结构用于这个阶段的内存管理 */...对内存管理有必要的标志是N_HIGH_MEMORY和N_NORMAL_MEMORY, 如果结点有普通或高端内存则使用N_HIGH_MEMORY, 仅当结点没有高端内存时才设置N_NORMAL_MEMORY

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Linux内存描述之内存页面page--Linux内存管理(四)

1 Linux如何描述物理内存 Linux把物理内存划分为三个层次来管理层次描述存储节点(Node) CPU被划分为多个节点(node), 内存则被分簇, 每个CPU对应一个本地物理内存, 即一个...CPU-node对应一个内存簇bank，即每个内存簇被认为是一个节点管理区(Zone) 每个物理内存节点node被划分为多个内存管理区域, 用于表示不同范围的内存, 内核可以使用不同的映射方式映射物理内存...接着各个节点又被划分为内存管理区域, 一个管理区域通过struct zone_struct描述, 其被定义为zone_t, 用以表示内存的某个范围, 低端范围的16MB被描述为ZONE_DMA, 某些工业标准体系结构中的...简单来说, 页是一个数据块, 可以存放在任何页框(内存中)或者磁盘(被交换至交换分区)中我们今天就来详细讲解一下linux下物理页帧的描述 2 页帧内核把物理页作为内存管理的基本单位....那么内核在初始化内存管理区时, 首先建立管理区表zone_table. 参见mm/page_alloc.c?

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Linux虚拟内存管理

摘要--本文旨在深入探讨Linux操作系统的虚拟内存管理机制。我们将从基本概念开始，逐步深入到内核级别的实现细节。为了达到这个目标，本文将结合理论讨论和实际的代码分析。...我们希望通过这种方式，使读者对Linux虚拟内存管理有更深入的理解。一、虚拟内存的基本概念在现代操作系统中，虚拟内存是一个非常重要的概念。...二、Linux虚拟内存管理的实现在Linux内核中，虚拟内存的管理主要涉及以下几个部分：页表管理、页面分配与回收、页面置换算法以及内存映射。1....内存映射在Linux中，进程可以通过系统调用（如mmap）来创建新的内存映射。这些映射可以是文件的映射，也可以是匿名映射（即没有对应文件的映射）。映射的创建和管理涉及到虚拟地址空间的分配和页表的更新。...三、代码分析为了更深入地理解Linux虚拟内存管理的实现，让我们来看一个简单的例子：一个创建新的内存映射的系统调用。这个例子的代码可以在mm/mmap.c文件中找到。

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Linux进程内存管理（二）

简单记录一下内存管理器的基本原理。这里就不深入代码内部了。内存管理器的初始化进程启动后，在 jemalloc 载入的时候会调用 jemalloc_constructor 执行一些初始化操作。...分配内存层级结构 jemalloc 的内存管理采用层级结构，分别是 tcache（线程缓存），arena（分配区）和系统内存（system memory）。...arena : 将内存切分成多个类别的固定大小，采用内存池的方式对内存区域进行管理，降低内存碎片。 system memory : 其实就是内核管理的内存区域。...64位进程内存布局上图是一个 Linux 64位进程的地址空间布局的简图，jemalloc 能管理的就是 Heap 和 Memory map 两块的内存。 Text，存储程序的二进制代码。...参考文档 jemalloc Linux manpage jemalloc源码解析-内存管理

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Linux进程内存管理（一）

本文主要讲用户态进程的内存管理，而不是内核的内存管理。简单地说，就是和 malloc 和 free 相关的内存管理。...简介 Linux 环境下，进程的内存管理器默认是使用 glibc 实现的 ptmalloc 。...另外，还有两个比较有名的内存管理器：google 的 tcmalloc 和 fackbook 的 jemalloc 。...在 Linux 下，内存管理器一般通过 HOOK 来实现自定义的malloc函数，具体就是通过覆盖__malloc_hook等函数指针来实现。...je_posix_memalign); # endif # undef PREALIAS # undef ALIAS # endif #endif jemalloc 后面，我们以 jemalloc 为例子对进程的内存管理器进行简单的学习

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Linux 内存管理之CMA

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...char *name; }; extern struct cma cma_areas[MAX_CMA_AREAS]; extern unsigned cma_area_count; bitmap来管理其内存的分配...方式： reserved-memory { /* global autoconfigured region for contiguous allocations */ linux...size = ; alloc-ranges = ; linux...将CMA区域添加到Buddy System 为了避免这块reserved的内存在不用时候的浪费，内存管理模块会将CMA区域添加到Buddy System中，用于可移动页面的分配和管理。

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Linux进程的内存管理

arg_start，结束arg_end，环境段的开始env_start，结束env_end unsigned long saved_auxv[AT_VECTOR_SIZE]； struct linux_binfmt...unsigned int last_interval; unsigned long flags; struct core_state *core_state; } 分配的每个虚拟内存区域都由一个...vm_area_struct 数据结构来管理，包括虚拟内存的起始和结束地址，以及内存的访问权限等，通常命名为vma；vm_area_struct 数据结构的定义如下： ?...区域的链接列表，按地址排序*/ struct vm_area_struct *vm_next, *vm_prev; struct rb_node vm_rb; /* 此VMA左侧最大的可用内存间隙...PAGE_CACHE_SIZE*/ struct file * vm_file; /* 我们映射到文件（可以为NULL）*/ void * vm_private_data; /* 是vm_pte（共享内存

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Linux 内存管理之vmalloc

走进vmalloc 根据前面的系列文章，我们知道了buddy system是基于页框分配器，kmalloc是基于slab分配器，而且这些分配的地址都是物理内存连续的。...但是随着碎片化的积累，连续物理内存的分配就会变得困难，对于那些非DMA访问，不一定非要连续物理内存的话完全可以像malloc那样，将不连续的物理内存页框映射到连续的虚拟地址空间中，这就是vmap的来源）...purge_list; /* "lazy purge" list */ //如果当前VA处于使用状态(即在vmap_area_root为根的红黑树中和vmap_area_list链表中)，vm有效，指向用于管理虚拟地址和物理页之间的映射关系的描述符...struct vm_struct *vm; struct rcu_head rcu_head; }; vm_struct 管理虚拟地址和物理页之间的映射关系 struct vm_struct {...vmalloc区域的虚拟地址的大小 unsigned long flags; //vamlloc分配获取的各个物理页面并是不连续的，每个物理页面用struct page描述，一个vm_struct对用到的管理所有物理页面的

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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 )

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