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Kernel那些事儿之内存管理(13) --- 内核映射（下）

前面讲过，针对于内核地址空间中后面的128MB空间，Kernel提供了三种机制来映射物理内存。之前讲过了两种，即持久内核映射和临时内核映射。这两种机制的目的都是一样的：使Kernel能够访问到高端内存。今天讲一下第三种机制：非连续内存分配，也就是vmalloc。这个机制同样可以使Kernel能够访问到高端内存，不过这不是该机制的主要目的。该机制的主要目的是：把物理上不连续的页面映射到连续的内核线性

内存管理
Linux Kernel
原创 精选 2015-08-12 18:25:46 6004 阅读 2点赞 1收藏

Kernel那些事儿之内存管理(12) --- 内核映射（中）

内核地址空间中后面这128MB的最后一部分，是固定映射 (fixed mappings)。固定映射是什么意思？为什么要有固定映射？Kernel源代码的注释里有一句话，可谓一语中的：The point is to have a constant address at compile time, but to set the physical address only in the

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Linux Kernel
原创 精选 2015-08-07 14:29:30 3163 阅读

Kernel那些事儿之内存管理(11) --- 内核映射（上）

前面简单地介绍了三种不同的地址空间，接下来重点讲述线性地址空间到物理地址空间的映射。我们先从32位系统开始。在32位系统中，线性地址空间的大小为 2^32，即4GB。Kernel一般会按照 3:1 的比例，把线性地址空间分为两部分：0~3GB 用户地址空间3GB~4GB 内核地址空间。用户地址空间的管理和映射是个大的topic。我们后面再详细讲述。内核地址空间只有1GB大小，最多只能映射1GB的物

内存管理
Linux Kernel
原创 2015-08-06 18:15:05 3943 阅读 1点赞

Kernel那些事儿之内存管理(10) --- 地址空间

前面花了好多时间讲了内存管理中 node, zone, page frame, buddy system等。这些都是物理地址空间中的概念。然而，对于一个进程来说，它看到的却是完全不同的地址空间。我们接下来就来看看这些地址空间，以及它们之间的映射。1.内存地址在内存管理中，会涉及到三种内存地址。逻辑地址：程序的机器语言指令里，指定一条指令或是一个操作数的地址时，所使用的实际上都是逻辑地址。一个逻辑地

内存管理
Linux Kernel
原创 2015-07-31 18:15:11 2319 阅读

Kernel那些事儿之内存管理(9) --- Slab（下）

有了Slab的数据结构和操作方法之后，就可以创建一个指定大小的cache，然后在这个cache中申请和释放object。这个做法很适合这种应用场景：频繁地使用一固定大小的内存空间。如果只是偶尔使用某个大小的内存空间，为此新建一个cache就有点得不偿失。针对于这种应用场景，内核提供了一系列 general caches。今天我们就来看一看这些general caches是怎么工作的。其思想很简单：

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Linux Kernel
原创 2015-07-27 15:33:44 2357 阅读

Kernel那些事儿之内存管理(8) --- Slab（中）

上篇讲了Slab中的数据结构，这篇该讲Slab中的操作了。既然是内存管理，那操作无非就两点：allocate 和 free。1. 申请一个object在Slab中，申请一个object是通过函数 kmem_cache_alloc() 来完成的。3618 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep

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Linux Kernel
原创 精选 2015-07-16 18:10:54 3773 阅读 1点赞 1收藏

Kernel那些事儿之内存管理(7) --- Slab（上）

前面讲的buddy system算法，分配内存的最小单位是一个页面（例如 4K）。这对于大的内存申请比较适用。可是实际生活中，Kernel经常需要分配小的内存空间，比如几十个字节，这个时候怎么办呢？不同的人可能会想到不同的解决办法。对于财大气粗的富人一族，办法很简单：申请一个页面，只用其中的几十字节，剩下的直接丢掉。对于锱铢必较的穷人一族，就不敢这么挥霍了：申请一个页面，然后记录好页面内哪些内存区

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Linux Kernel
原创 精选 2015-07-11 19:40:39 10000+阅读 1点赞 1收藏 1评论

Kernel那些事儿之内存管理(6) --- 衣带渐宽终不悔（下）

接着上篇写，继续介绍zone allocator。上一篇介绍了周边，现在来看看它的全貌 --- 函数__alloc_pages()。Kernel源代码里是这样注释函数__alloc_pages()的。其重要地位可见一斑。1451 /* 1452  * This is the 'heart' of the&nb

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Linux Kernel
原创 精选 2015-07-03 18:09:39 5365 阅读

Kernel那些事儿之内存管理(5) --- 衣带渐宽终不悔（上）

Kernel中负责分配一个连续内存页块的子系统一般被称为zoned page frame allocator。前面讲了函数 buffered_rmqueue() 是如何从指定zone的buddy system中分配一个连续内存页块的。这个函数貌似完成了内存页块分配相关的所有工作，然而实际上，这个函数只是zone allocator的冰山一角。记得我刚上大学那会，拥有一个MP3还是一件能够

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Linux Kernel
原创 精选 2015-07-02 18:55:51 6103 阅读 1点赞 2评论

Kernel那些事儿之内存管理(4) --- 未雨绸缪

上次讲的buddy system算法虽然效率很高，但是要从buddy system中分配出一个内存页块来，还是要做不少工作的，有时想想都会觉得很累。在系统运行过程中，Kernel经常会有单个页面的申请和释放操作。为了进一步提高性能，也为了让生活变得轻松一点，Kernel采用了这样一种cache机制：Memory zone为每个CPU定义了page frame cache。Kernel会在适当的时机

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Linux Kernel
原创 2015-06-29 19:01:22 6270 阅读

Kernel那些事儿之内存管理(3) --- 久别重逢

上次我们讲到page frame是物理内存的基本组成单位。那Kernel就必须要有一套机制来管理空闲的page frames。这一点不难理解。每个县长必须要把本县可用的劳动力登记在册，这样哪天皇帝要征兵了，你才不至于手忙脚乱。这个问题看似简单，实则不然。因为这里面有一个外碎片的问题。在物理内存中，连续的物理内存页有时是很重要的。例如在DMA操作中，由于大部分DMA处理器都没有分页机制，它们会直接访

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原创 2015-06-25 16:55:59 4469 阅读 1点赞

Kernel那些事儿之内存管理(2) --- 百闻不如一见

上次介绍了物理内存管理中三位主要人物中的node 和zone。这两位是当官的，一个是县长，一个是里长，不敢不先介绍啊。接下来出场的就是我们的老百姓了 --- page frame。Page frame是物理内存的基本组成单位，在Kernel中由结构体 struct page 来描述。struct page {     unsig

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原创 2015-06-20 13:07:57 1411 阅读

Kernel那些事儿之内存管理(1) --- 人在江湖

有人的地方就有江湖。要介绍内存管理这个江湖，首先还得从这里面的主要人物讲起。在NUMA结构中，物理内存首先被分成若干nodes。每一个node进一步被分成若干zones。每一个zone又关联了一个描述page frames的数组，该数组包含了属于该zone的所有page frame的描述符。不难看出，在这个江湖里主要有三位重要人物：nodes, zones 和 page frames。这三者的关系

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原创 2015-06-18 20:04:40 5436 阅读

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