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Linux內(nèi)存管理是Linux操作系統(tǒng)的一個重要功能，它負(fù)責(zé)管理Linux系統(tǒng)中所有進(jìn)程的內(nèi)存分配和釋放，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、高效性和安全性。針對Linux內(nèi)存管理中的高端技術(shù)——優(yōu)化高端內(nèi)存分配方案，本篇文章將從以下四個方面來分析：
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一、Linux內(nèi)存管理基礎(chǔ)知識
Linux內(nèi)存管理是通過虛擬內(nèi)存技術(shù)來實現(xiàn)的。在Linux系統(tǒng)中，每個進(jìn)程都有自己的虛擬內(nèi)存空間，虛擬內(nèi)存空間包含了進(jìn)程的代碼、數(shù)據(jù)以及堆棧等信息。當(dāng)進(jìn)程需要訪問內(nèi)存時，它會向操作系統(tǒng)發(fā)送一個請求，操作系統(tǒng)則會把虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址，從而實現(xiàn)內(nèi)存的訪問。
二、高端內(nèi)存分配的問題
在Linux系統(tǒng)中，內(nèi)存碎片是一個普遍存在的問題。由于每次內(nèi)存分配并不是連續(xù)的，所以在長時間運行的情況下，會形成大量的小碎片，導(dǎo)致不能滿足大塊內(nèi)存的分配請求，從而影響系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。
同時，由于Linux系統(tǒng)內(nèi)存管理機(jī)制的限制，高端內(nèi)存（即4GB以上的內(nèi)存）的分配也存在問題。在Linux系統(tǒng)中，內(nèi)核空間和用戶空間都是獨立的虛擬地址空間，它們相互不影響，但是內(nèi)核空間只有1GB的虛擬地址空間。所以，當(dāng)系統(tǒng)中的高端內(nèi)存需要被內(nèi)核使用時，就會導(dǎo)致內(nèi)核地址空間不足的問題。
三、高端內(nèi)存分配的解決方案
為了解決高端內(nèi)存分配的問題，Linux系統(tǒng)中提供了多種高端內(nèi)存分配方案。其中，最常用的包括：
1、Contiguous Memory Allocator（CMA）分配器
CMA分配器是一種將高端物理內(nèi)存安排到低端物理內(nèi)存上的技術(shù)。通過將高端內(nèi)存中的頁面移動至低端內(nèi)存，可以避免內(nèi)核地址空間不足的問題。同時，CMA分配器還可以幫助解決內(nèi)存碎片的問題，提高內(nèi)存的利用率。
2、BigMem分配器
BigMem分配器是一種針對高端內(nèi)存分配的定制化分配器。該方案通過調(diào)整內(nèi)存分區(qū)的方式來滿足高端內(nèi)存的分配需求。它不僅可以有效地解決內(nèi)存碎片的問題，而且還可以提高內(nèi)存的分配效率。
四、高端內(nèi)存分配的應(yīng)用場景
高端內(nèi)存分配方案主要用于高性能計算、虛擬化和大數(shù)據(jù)等應(yīng)用場景中。這些應(yīng)用場景需要使用大量的內(nèi)存資源，而常規(guī)內(nèi)存分配方案往往無法滿足這些需求。使用高端內(nèi)存分配方案可以有效地提高系統(tǒng)的性能表現(xiàn)、減少系統(tǒng)的延遲和加速數(shù)據(jù)處理的速度。
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本文對Linux內(nèi)存管理的高端技術(shù)——優(yōu)化高端內(nèi)存分配方案進(jìn)行了探討。通過對Linux內(nèi)存管理基礎(chǔ)知識、高端內(nèi)存分配的問題、解決方案以及應(yīng)用場景的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，在高性能計算、虛擬化和大數(shù)據(jù)等應(yīng)用場景中，使用高端內(nèi)存分配方案可以有效地提高系統(tǒng)的性能表現(xiàn)和加速數(shù)據(jù)處理的速度。
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linux為什么要采用三級頁表？該機(jī)制如何工作
Linux啟動并建立一套完整的頁表機(jī)制要經(jīng)過以下幾個步驟：
1.臨時內(nèi)核頁表的初始化(setup_32.s)
2.啟動分頁機(jī)制(head_32.s)
3.建立低端內(nèi)存和高端內(nèi)存固定映射區(qū)的頁表( init_memory_mapping())
4.建立高端內(nèi)存永久映射區(qū)的頁表并獲取固定映射區(qū)的臨時映射區(qū)頁表(paging_init())
下面主要介紹3和4
一、低端內(nèi)存頁表的建立
在setup_arch()中內(nèi)核通過調(diào)用init_memory_mapping()來建立低端內(nèi)存頁表
view plaincopy
void __init setup_arch(char **cmdline_p)
…
…
/* max_pfn_mapped is updated here */
max_low_pfn_mapped = init_memory_mapping(0, max_low_pfn
max_pfn_mapped = max_low_pfn_mapped;
…
…
內(nèi)核將低端內(nèi)存的起始地址(0)，和低端內(nèi)存慧尺碼的結(jié)束地址前哪(max_low_pfn
Linux啟動并建立一者核套完整的頁表機(jī)制要經(jīng)過以下幾個步驟：
1.臨時內(nèi)核頁表的初始化(setup_32.s)
2.啟動喊嫌畝分頁機(jī)制(head_32.s)
3.建立低端內(nèi)存和高端內(nèi)存固定映射區(qū)的頁表( init_memory_mapping())
4.建立高端內(nèi)存永久映射區(qū)的頁表并獲取固定映射區(qū)的臨時映射區(qū)頁表(paging_init())
具體分析低端內(nèi)存頁表的建立
在setup_arch()中內(nèi)核通過調(diào)用init_memory_mapping()來建立低端內(nèi)存頁表
view plaincopy
void __init setup_arch(char **cmdline_p)
…
…
/* max_pfn_mapped is updated here */
max_low_pfn_mapped = init_memory_mapping(0, max_low_pfn
max_pfn_mapped = max_low_pfn_mapped;
…
…
linux 高端內(nèi)存 分配的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內(nèi)容，更多關(guān)于linux 高端內(nèi)存 分配,Linux內(nèi)存管理高端技術(shù)：優(yōu)化高端內(nèi)存分配方案,linux為什么要采用三級頁表？該機(jī)制如何工作的信息別忘了在本站進(jìn)行查找喔。
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文章題目：Linux內(nèi)存管理高端技術(shù)：優(yōu)化高端內(nèi)存分配方案 (linux 高端內(nèi)存 分配)
標(biāo)題來源：http://www.dlmjj.cn/article/dhigcjo.html
