Linux内存管理--用户空间和内核空间【转】

本文转载自:http://blog.csdn.net/yusiguyuan/article/details/12045255

关于虚拟内存有三点需要注意:

  • 4G的进程地址空间被人为的分为两个部分--用户空间与内核空间。用户空间从0到3G(0xc0000000),内核空间占据3G到4G。用户进程通常情况下只能访问用户空间的虚拟地址,不能访问内核空间的虚拟地址。例外情况只有用户进程进行系统调用(代表用户进程在内核态执行)等时刻可以访问到内核空间。
  • 用户空间对应进程,所以每当进程切换,用户空间就会跟着变化;而内核空间是由内核负责映射,它并不会跟着进程变化,是固定的。内核空间地址有自己对应的页表,用户进程各自有不同的页表。
  • 每个进程的用户空间都是完全独立、互不相干的。

一、4G地址空间解析图

上图展示了整个进程地址空间的分布,其中4G的地址空间分为两部分,在用户空间内,对应了内存分布的五个段:数据段、代码段、BSS段、堆、栈。在上篇文章中有详细的介绍。

二、虚拟地址空间分配及其与物理内存对应图

这个图示内核用户空间的划分,图中最重要的就是高端内存的映射

   其中kmalloc和vmalloc函数申请的空间对应着不同的区域,同时又不同的含义。

三、物理内存分配图

这张图中页解释了三者的不同关系,和上篇文章中的内容有相似之处。

伙伴算法:

    一种物理内存分配和回收的方法,物理内存所有空闲页都记录在BUDDY链表中。首选,系统建立一个链表,链表中的每个元素代表一类大小的物理内存,分别为2的0次方、1次方、2次方,个页大小,对应4K、8K、16K的内存,没一类大小的内存又有一个链表,表示目前可以分配的物理内存。例如现在仅存需要分配8K的物理内存,系统首先从8K那个链表中查询有无可分配的内存,若有直接分配;否则查找16K大小的链表,若有,首先将16K一分为二,将其中一个分配给进程,另一个插入8K的链表中,若无,继续查找32K,若有,首先把32K一分为二,其中一个16K大小的内存插入16K链表中,然后另一个16K继续一分为二,将其中一个插入8K的链表中,另一个分配给进程........以此类推。当内存释放时,查看相邻内存有无空闲,若存在两个联系的8K的空闲内存,直接合并成一个16K的内存,插入16K链表中。(伙伴算法用于物理内存分配方案)

SLAB算法:

    是一种对伙伴算的一种补充,对于用户进程的内存分配,伙伴算法已经够好了,但对于内核进程,还需要存在一类很小的数据(字节大小,比如进程描述符、虚拟内存描述符等),若每次给几个字节的数据分配一个4KB的页,实在太浪费,于是就有了SLBA算法,SLAB算法其实就是把一个页用力劈成一小块一小块,然后再分配。

时间: 2024-12-23 06:11:16

Linux内存管理--用户空间和内核空间【转】的相关文章

linux内存管理之数据结构

linux内存管理之数据结构 linux内存管理之数据结构 一物理空间管理 1 页表项 2 物理页面管理对象page 二内存分区 1 过去的分区 2 当下的分区情况 三 虚拟空间管理 1 进程虚存区域 2 进程地址空间 3 进程地址空间和进程虚存区域的关系 一.物理空间管理 1.1 页表项 [include /asm-i386/page.h: 39] 39 #if CONFIG_X86_PAE 40 typedef struct { unsigned long pte_low, pte_high

linux内存管理-内核用户空间 【转】

转自:http://blog.chinaunix.net/uid-25909619-id-4491362.html 1,linux内存管理中几个重要的结构体和数组 page unsigned long flags 一组标志,也对页框所在的管理区进行编号 atomic_t _count 该页被引用的次数 atomic_t _mapcount 页框中页表项数目,如果没有则为-1 struct list_head lru 管理page忙碌/空闲链表(inactive_list/active_list)

linux用户空间和内核空间(内核高端内存)_转

转自:Linux用户空间与内核空间(理解高端内存) 参考: 1. 进程内核栈.用户栈 2. 解惑-Linux内核空间 3. linux kernel学习笔记-5 内存管理 Linux 操作系统和驱动程序运行在内核空间,应用程序运行在用户空间,两者不能简单地使用指针传递数据,因为Linux使用的虚拟内存机制,用户空间的数据可能被换出,当内核空间使用用户空间指针时,对应的数据可能不在内存中. Linux内核地址映射模型 x86 CPU采用了段页式地址映射模型.进程代码中的地址为逻辑地址,经过段页式地

【研究任务】linux内存管理机制——内核空间

Linux内存中线性地址为4G,0~3G为用户空间,3~4G为内核空间 一.      内核空间 内核空间是3~4G的内存地址,主要用来存储高优先级的代码 在X86结构中的内核地址存在三种类型的区域: ZONE_DMA     内存开始的16m ZONE_NORMAL       16m~896m ZONE_HIGHMEM    896M~ ZONE_DMA是DMA使用的页(DMA是直接路径访问,不经过cpu缓存而直接访问内存)ZONE_NORMAL是正常可寻址的页.ZONE_HIGHMEM是动

【转】linux 用户空间与内核空间——高端内存详解

摘要:Linux 操作系统和驱动程序运行在内核空间,应用程序运行在用户空间,两者不能简单地使用指针传递数据,因为Linux使用的虚拟内存机制,用户空间的数据可能被换出,当内核空间使用用户空间指针时,对应的数据可能不在内存中.用户空间的内存映射采用段页式,而内核空间有自己的规则:本文旨在探讨内核空间的地址映射. Linux内核地址空间划分 通常32位Linux内核虚拟地址空间划分0~3G为用户空间,3~4G为内核空间(注意,内核可以使用的线性地址只有1G).注意这里是32位内核地址空间划分,64位

如何看待Linux操作系统的用户空间和内核空间

作为中央核心处理单元的CPU,除了生产工艺的不断革新进步外,在处理数据和响应速度方面也需要有权衡.稍有微机原理基础的人都知道Intel X86体系的CPU提供了四种特权模式ring0~ring3,其中ring0特权最高,ring3的特权最低,之所以要做这样的区分一个主要目的是保护资源,通俗来讲要保护的资源无非就是"内存.I/O端口以及执行特殊机器指令的能力".任何一个时刻,x86 CPU都是在一定的特权模式下运行.同样,对于ARM体系的CPU 一共有七种运行模式,分别是:用户模式(us

Linux系统调用详解(如何从用户空间进入内核空间)

系统调用概述 计算机系统的各种硬件资源是有限的,在现代多任务操作系统上同时运行的多个进程都需要访问这些资源,为了更好的管理这些资源进程是不允许直接操作的,所有对这些资源的访问都必须有操作系统控制.也就是说操作系统是使用这些资源的唯一入口,而这个入口就是操作系统提供的系统调用(System Call).在linux中系统调用是用户空间访问内核的唯一手段,除异常和陷入外,他们是内核唯一的合法入口. 一般情况下应用程序通过应用编程接口API,而不是直接通过系统调用来编程.在Unix世界,最流行的API

用户空间和内核空间通讯之【Netlink 上】

原文地址:用户空间和内核空间通讯之[Netlink 上] 作者:wjlkoorey258 引言 Alan Cox在内核1.3版本的开发阶段最先引入了Netlink,刚开始时Netlink是以字符驱动接口的方式提供内核与用户空间的双向数据通信:随后,在2.1内核开发过程中,Alexey Kuznetsov将Netlink改写成一个更加灵活.且易于扩展的基于消息通信接口,并将其应用到高级路由子系统的基础框架里.自那时起,Netlink就成了Linux内核子系统和用户态的应用程序通信的主要手段之一.

(转)linux 内存管理——内核的shmall 和shmmax 参数

内核的 shmall 和 shmmax 参数 SHMMAX= 配置了最大的内存segment的大小 ------>这个设置的比SGA_MAX_SIZE大比较好. SHMMIN= 最小的内存segment的大小 SHMMNI= 整个系统的内存segment的总个数 SHMSEG= 每个进程可以使用的内存segment的最大个数 配置信号灯( semphore )的参数: SEMMSL= 每个semphore set里面的semphore数量 -----> 这个设置大于你的process的个数吧,