Linux内核 内存管理(1)概述

一.内存管理硬件结构

CPU拥有VA进行访问,通过MMU进行VA->PA的转换,TLB是MMU的一部分,是地址转换的缓存。TLB miss之后会去找主存里的页表。

一旦获取PA之后,PA以及其对应的数据会放到cache(L1 L2),都找不到也会去找主存。

swap是把主存中暂时不用的数据交换到磁盘里面。

缓存内容

地址映射(虚拟→物理)

数据块(指令或数据)

归属模块

MMU(内存管理单元)

存储器层次结构

输入类型

虚拟地址

物理地址(通常)

性能目标

减少地址转换延迟

减少数据访问延迟

二. 内存管理总览

可以按照从上往下的顺序,也就是从用户空间分配,到内核空间,再到硬件层面的实现

user

用户进程:应用程序通过内存分配接口(如malloc)请求虚拟内存空间。

malloc/mmap/mlock/madvise/mremap:用户态内存管理API,用于分配、锁定、调整或映射内存。

kernel

系统调用:用户进程通过sys_brk、sys_mmap等陷入内核,触发内核层内存操作。

sys_brk:扩展进程堆空间的系统调用,通常由malloc隐式调用。

sys_mmap:将文件或匿名内存映射到进程地址空间的系统调用。

VMA管理:内核通过虚拟内存区域(VMA)记录进程地址空间的映射属性(如权限、文件关联)。

缺页中断:访问未分配物理页的虚拟地址时,CPU触发中断,内核分配物理页并建立映射。

匿名页面:存储进程堆/栈数据的物理页,无文件背景(如malloc分配的内存)。

page cache:缓存文件数据的物理页,加速文件读写(如mmap文件映射)。

页面回收:内核通过LRU等算法回收闲置页面(如匿名页或page cache)。

slab:内核小内存分配器,管理频繁使用的数据结构(如task_struct)。

伙伴系统:内核物理页分配器,以页为单位管理空闲内存,解决外部碎片问题。

页表管理:维护虚拟页到物理页的映射关系(含用户/内核页表)

三. 内存分配器简图

其中slab主要是给内核用的,用来分配字节大小的内存

#嵌入式##秋招提前批启动你开冲了吗##通信硬件人笔面经互助##牛客创作赏金赛#
全部评论

相关推荐

05-13 16:24
哈尔滨工业大学
瞌睡屁i:现在就业环境的话推荐电气/自动化/集成电路,视觉方向也会比较多,但是视觉太卷太卷,未来等你毕业就不知道了
点赞 评论 收藏
分享
文远知行 ,自动驾驶一梯队,前景发展都不错,福利多多,最高额度公积金,全自动升降桌,全新电脑,水果零食冰淇淋应有尽有,技术氛围浓厚硅谷文化,学习型组织,开放心态,国内外一线大厂各路大神与你共事 办公桌为纯实木可自动升降,带你体验非一般的舒适办公环境 弹性工作制,不打卡,定期团队活动 公司休闲区/零食区应有尽有,工作玩乐两不误 技术人员全员持股,共享公司发展成果免费丰盛的三餐下午茶零食饮料六险一金全方位覆盖医疗健康充裕的带薪假期详细岗位见链接:https://app.mokahr.com/m/campus_apply/jingchi/2137?recommendCode=DSvUVMDa#/jobs【内推码】DSvUVMDa投递的uu评论一下姓名缩写加岗位(HFG+研发工程师),我会尽力跟进~                                                                                                                                                                                       实习                                                                                内推码                                                                                                                                                                     
点赞 评论 收藏
分享
评论
点赞
2
分享

创作者周榜

更多
牛客网
牛客企业服务