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Linux中,伙伴系统是以页为单位分配内存。但是现实中很多时候却以字节为单位,不然申请10Bytes内存还要给1页的话就太浪费了。slab分配器就是为小内存分配而生的。slab分配器分配内存以Byte为单位。但是slab分配器并没有脱离伙伴系统,而是基于伙伴系统分配的大内存进一步细分成小内存分配。
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
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。
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。
在经过上篇文章 《从内核源码看 slab 内存池的创建初始化流程》 的介绍之后,我们最终得到下面这幅 slab cache 的完整架构图:
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。
这篇文章的全称应该叫:[在某些内核版本上,cgroup 的 kmem account 特性有内存泄露问题],如果你遇到过 pod 的 cannot allocated memory 报错,node 内核日志的 SLUB: Unable to allocate memory on node -1 报错,那么恭喜你中招了。
http://www.wowotech.net/memory_management/424.html
android native 代码内存泄露 定位方案(一) 什么是 AddressSanitizer clang 是一个 C、C++、Objective-C 编程语言的编译器前端。它采用 了底层虚拟机作为其后端。它的目标是提供一个 GNU 编译器套装 (GCC)的替代品, 作者是克里斯·拉特纳,在苹果公司的赞助下进 行开发。 AddressSanitizer 是 clang 中的一个内存错误检测器,它可以检测到 以下问题: Out-of-bounds accesses to heap, stack an
hi,大家好,今天分享一篇内存性能优化的文章,文章用了大量精美的图深入浅出地分析了Linux内核slab性能优化的核心思想,slab是Linux内核小对象内存分配最重要的算法,文章分析了内存分配的各种性能问题(在不同的场景下面),并给出了这些问题的优化方案,这个对我们实现高性能内存池算法,或以后遇到内存性能问题的时候,有一定的启发,值得我们学习。
在上篇文章 《深入理解 slab cache 内存分配全链路实现》 中,笔者详细地为大家介绍了 slab cache 进行内存分配的整个链路实现,本文我们就来到了 slab cache 最后的一部分内容了,当申请的内存使用完毕之后,下面就该释放内存了。
作为这个系列的第一篇,我先来描述一下slab系统。因为近些天有和同事,朋友讨论过这个主题,而且觉得这个主题还算比较典型,所以就作为第一篇了。其实按照操作系统理论来讲,进程管理应该更加重要些,按照我自己的兴趣来讲,IO管理以及TCP/IP协议栈会更加有分量,关于这些内容,我会陆续给出。
在Linux中,伙伴系统(buddy system)是以页为单位管理和分配内存。但是现实的需求却以字节为单位,假如我们需要申请20Bytes,总不能分配一页吧!那岂不是严重浪费内存。那么该如何分配呢?slab分配器就应运而生了,专为小内存分配而生。slab分配器分配内存以Byte为单位。但是slab分配器并没有脱离伙伴系统,而是基于伙伴系统分配的大内存进一步细分成小内存分配。
操作系统堪称是IT皇冠上的明珠,Linux阅码场专注Linux操作系统内核研究, 它的文章云集了国内众多知名企业一线工程师的心得,畅销著作有《linux设备驱动开发详解 》等。
上一次咱们分析了 Linux 的启动流程和初始化流程,今天主要分析一下内存方面的初始化和常见的内存分配方式。
在之前的这四篇文章中,笔者详细的为大家介绍了 slab 内存池的整体架构演化过程,随后基于这个演化过程,介绍了整个 slab alloactor 体系的创建,内存分配,内存释放以及销毁等相关复杂流程在内核中的实现。
~/Downloads/research/linux-5.15.4/include/linux/mm_types.h
在上一篇文章中我们通过一个简单的例子大概描述了如何创建SLUB缓存,如何分配一个object。本文详细描述下涉及的结构体,从结构体的描述中就可以大概理解slub的工作原理了。
libpcap为了提高效率,调用setsockopt(handle->fd, SOL_PACKET, PACKET_RX_RING,(void *) &req, sizeof(req))时采用kmalloc分配内存。 可以参考: https://www.kernel.org/doc/Documentation/networking/packet_mmap.txt kmalloc底层依赖linux的slab内存分配机制,在2.6.22内核之后,slub取代slab成为默认的内存分配器。空间和时间上都有所提升。
KASAN是一个动态检测内存错误的工具。KASAN可以检测全局变量、栈、堆分配的内存发生越界访问等问题。功能比SLUB DEBUG齐全并且支持实时检测。越界访问的严重性和危害性通过我之前的文章(SLUB DEBUG技术)应该有所了解。正是由于SLUB DEBUG缺陷,因此我们需要一种更加强大的检测工具。难道你不想吗?KASAN就是其中一种。KASAN的使用真的很简单。但是我是一个追求刨根问底的人。仅仅止步于使用的层面,我是不愿意的,只有更清楚的了解实现原理才能更加熟练的使用工具。不止是KASAN,其他方面我也是这么认为。但是,说实话,写这篇文章是有点底气不足的。因为从我查阅的资料来说,国内没有一篇文章说KASAN的工作原理,国外也是没有什么文章关注KASAN的原理。大家好像都在说How to use。由于本人水平有限,就根据现有的资料以及自己阅读代码揣摩其中的意思。本文章作为抛准引玉,如果有不合理的地方还请指正。
Kubernetes(K8s)是一个开源容器编排系统,可自动执行应用程序部署、扩展和管理。它是云原生世界的操作系统。 K8s 或操作系统中的任何缺陷都可能使用户进程存在风险。作为 PingCAP EE(效率工程)团队,我们在 K8s 中测试 TiDB Operator(一个创建和管理 TiDB 集群的工具)时,发现了两个 Linux 内核错误。这些错误已经困扰我们很长一段时间,并没有在整个 K8s 社区中彻底修复。
DMA应该多多少少知道点吧。DMA(Direct Memory Access)是指在外接可以不用CPU干预,直接把数据传输到内存的技术。这个过程中可以把CPU解放出来,可以很好的提升系统性能。那么DMA和Cache有什么关系呢?这也需要我们关注?
来自 openEuler 的消息,在 Linux Kernel 5.10 中,华为提交的补丁(变更集,changeset)数量为 1434 个,占比 8.9%,排名第一;排名第二的 Intel 提交了 1297 个补丁,占比 8%。
说到压缩这个词,我们并不陌生,应该都能想到是降低占用空间,使同样的空间可以存放更多的东西,类似于我们平时常用的文件压缩,内存压缩同样也是为了节省内存。
在上一节 我们清晰的知道了当调用kmem_cache_create之后系统会为我们分配一个名为slub_test的一个slab。这时候只是分配了kmem_cache,kmem_cache_cpu,kmem_cache_node结构,同时设置针对此object需要多少个page之类。
前段时间接到一个兄弟 Team 反馈,发现在他们设计的一批板子跑一个他们开发的工程(为了后面描述方便,我们简称 SLT 工程)的时候,很容易出现文件系统挂载失败或者文件系统被损坏的情况,说排查了很久没有头绪,希望能协助支援下。找到负责追踪该问题的工程师了解到大概情况如下:
分页单元可以实现把线性地址转换为物理地址, 为了效率起见, 线性地址被分为固定长度为单位的组, 称为”页”, 页内部的线性地址被映射到连续的物理地址. 这样内核可以指定一个页的物理地址和其存储权限, 而不用指定页所包含的全部线性地址的存储权限.
许庆伟:龙蜥社区eBPF技术探索SIG组 Maintainer & Linux Kernel Security Researcher
之前说了管理区页框分配器,这里我们简称为页框分配器,在页框分配器中主要是管理物理内存,将物理内存的页框分配给申请者,而且我们知道也可页框大小为4K(也可设置为4M),这时候就会有个问题,如果我只需要1KB大小的内存,页框分配器也不得不分配一个4KB的页框给申请者,这样就会有3KB被白白浪费掉了。为了应对这种情况,在页框分配器上一层又做了一层SLAB层,SLAB分配器的作用就是从页框分配器中拿出一些页框,专门把这些页框拆分成一小块一小块的小内存,当申请者申请的是小内存时,系统就会从SLAB中获取一小块分配给
在上篇文章 《细节拉满,80 张图带你一步一步推演 slab 内存池的设计与实现 》中,笔者从 slab cache 的总体架构演进角度以及 slab cache 的运行原理角度为大家勾勒出了 slab cache 的总体架构视图,基于这个视图详细阐述了 slab cache 的内存分配以及释放原理。
释放 reclaimable slab ,包括dentries and inodes cache
内存管理,相比大家都听过。但是内存管理到底是做什么呢?这就得从计算机刚出来的时候说起。计算机刚出来的时候内存资源很紧张,只有几十K,后来慢慢的到几百K,到周后来的512M,再到现在的几个G。真是因为内存资源的不足,在计算机的整个过程中衍生出各种各样的内存管理方法。
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。
劳动节,更个文吧,祝大家都劳有所获。 今天看了一个关于启动优化的讲座,简单总结一下。 本文的目标是尝试一些比较简单有效的方法,并不会覆盖所有的优化技巧。感兴趣的伙伴可以关注我视频号,后面准备用直播的方式和大家交流。 目标系统 硬件: Beagle Bone Black (Cortex A8) USB 摄像头 + LCD 软件: Linux 5.1 + Buildroot rootfs FFmpeg,用于采集视频并解码到 LCD。 点击查看大图 当前启动时间: 从上电到 LCD 显示第一帧图像:9.4
https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/1608_tengr_kasan/index.html
也就是我们实际中编码时遇到的内存地址并不是对应于实际内存上的地址,我们编码中使用的地址是一个逻辑地址,会通过分段和分页这两个机制把它转为物理地址。而由于linux使用的分段机制有限,可以认为,linux下的逻辑地址=线性地址。也就是,我们编码使用的是线性地址,之后只需要经过一个分页机制就可以把这个地址转为物理地址了。所以我们更重要的可能是去说明一下linux的分页模型。
Cgorup文档: https://www.kernel.org/doc/Documentation/cgroup-v1/memory.txt
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:
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
内核引导参数大体上可以分为两类:一类与设备无关、另一类与设备有关。与设备有关的引导参数多如牛毛,需要你自己阅读内核中的相应驱动程序源码以获取其能够接受的引导参数。比如,如果你想知道可以向 AHA1542 SCSI 驱动程序传递哪些引导参数,那么就查看 drivers/scsi/aha1542.c 文件,一般在前面 100 行注释里就可以找到所接受的引导参数说明。大多数参数是通过"__setup(... , ...)"函数设置的,少部分是通过"early_param(... , ...)"函数设置的,逗号前的部分就是引导参数的名称,后面的部分就是处理这些参数的函数名。
我们知道OS提供很多机制保证内存的管理,而分配器则是空闲的内存以一定的数据结构组织起来,通过合适的算法进行分配;
lab4 会依赖 lab1、lab2 和 lab3,我们需要把做的 lab1、lab2 和 lab3 的代码填到 lab4 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。和 lab3 操作流程一样,我们只需要将已经完成的 lab1、lab2 和 lab3 与待完成的 lab4 (由于 lab4 是基于 lab1、lab2、lab3 基础上完成的,所以这里只需要导入 lab3 )分别导入进来,然后点击 compare 就行了。
内核文档Documentation/arm64/memory.rst描述了ARM64 Linux内核空间的内存映射情况,应该是此方面最权威文档。
System Type arm 占用配置,一般是厂家提供,与第7项代替了原有的Processor type and features
马哥linux运维 | 最专业的linux培训机构 ---- 最近在维护一台CentOS服务器的时候,发现内存无端"损失"了许多,free和ps统计的结果相差十几个G,搞的我一度又以为遇到灵异事件了,后来Google了许久才搞明白,特此记录一下,以供日后查询。 虽然天天都在用Linux系统办公,其实对它的了解也不过尔尔。毕业几年才迈入"知道自己不知道"的境界,我觉得自己丝毫没有愧对万年吊车尾这个称号 :( 问题描述和初步调查 同事说有一台服务器的内存用光了,我连上去用free看了下,确实有点怪。 $ fr
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。KFENCE检测越界访问、释放后使用和非法释放(包括重复释放和释放的起始地址不是分配的起始地址)这3种错误。
在C++中,如果类中有虚函数,那么它就会有一个虚函数表的指针__vfptr,在类对象最开始的内存数据中。之后是类中的成员变量的内存数据。 对于子类,最开始的内存数据记录着父类对象的拷贝(包括父类虚函数表指针和成员变量)。 之后是子类自己的成员变量数据。
硬件平台: 全志R/V/F/MR/H 系列芯片。软件平台: Tina v3.5 及后续版本。
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