Linux內(nèi)核源碼分析 (B.x)虛擬地址空間布局架構(gòu)
一、Linux內(nèi)核整體架構(gòu)及子系統(tǒng)
- Linux內(nèi)核只是操作系統(tǒng)當(dāng)中的一部分，對(duì)下管理系統(tǒng)所有硬件設(shè)備，對(duì)上通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用向
Library Routine或其他應(yīng)用程序提供API接口。
二、Linux內(nèi)核內(nèi)存管理架構(gòu)
文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-697345.html
- 內(nèi)存管理可以通過(guò)以下三個(gè)維度進(jìn)行介紹：
- 用戶(hù)空間
- 相當(dāng)于應(yīng)用程序使用
malloc()申請(qǐng)內(nèi)存，通過(guò)free()釋放內(nèi)存。malloc()/free()是glibc庫(kù)的內(nèi)存分配器ptmalloc提供的接口，ptmalloc使用系統(tǒng)調(diào)用brk或mmap向內(nèi)核以頁(yè)為單位申請(qǐng)內(nèi)存。
- 相當(dāng)于應(yīng)用程序使用
- 內(nèi)核空間
- 虛擬內(nèi)存管理負(fù)責(zé)從進(jìn)程的虛擬地址空間分配虛擬頁(yè)，
sys_brk來(lái)擴(kuò)大或收縮堆，sys_mmap用來(lái)在內(nèi)存映射區(qū)域分配虛擬頁(yè)，sys_munmap用來(lái)釋放虛擬頁(yè)。頁(yè)分配器負(fù)責(zé)分配物理頁(yè)，使用分配器是伙伴分配器。 - 內(nèi)核空間擴(kuò)展功能，不連續(xù)頁(yè)分配器提供分配內(nèi)存的接口
vmalloc和釋放內(nèi)存接口vfree。在內(nèi)存碎片化的時(shí)候，申請(qǐng)連續(xù)物理頁(yè)的成功率比較低，可以申請(qǐng)不連續(xù)的物理頁(yè)，映射到連續(xù)的虛擬頁(yè)，即虛擬地址連續(xù)而物理地址不連續(xù)。 - 內(nèi)存控制組用來(lái)控制進(jìn)程占用的內(nèi)存資源。當(dāng)內(nèi)存碎片化的時(shí)候，找不到連續(xù)的物理頁(yè)，內(nèi)存碎片整理過(guò)遷移方式得到連續(xù)的物理頁(yè)。在內(nèi)存不足的時(shí)候，頁(yè)回收負(fù)責(zé)回收物理頁(yè)。
- 虛擬內(nèi)存管理負(fù)責(zé)從進(jìn)程的虛擬地址空間分配虛擬頁(yè)，
- 硬件
- MMU包含一個(gè)頁(yè)表緩存，保存最近使用過(guò)的頁(yè)表映射，避免每次把虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址都需要查詢(xún)內(nèi)存中的頁(yè)表。解決處理器執(zhí)行速
度和內(nèi)存速度不匹配問(wèn)題，中間增加一個(gè)緩存。一級(jí)緩存分為數(shù)據(jù)緩存和指令緩存。二級(jí)作用協(xié)調(diào)一級(jí)緩存和內(nèi)存之間的工作效率。
- MMU包含一個(gè)頁(yè)表緩存，保存最近使用過(guò)的頁(yè)表映射，避免每次把虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址都需要查詢(xún)內(nèi)存中的頁(yè)表。解決處理器執(zhí)行速
- 用戶(hù)空間
- 系統(tǒng)調(diào)用
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