Linux内存管理学习笔记--概述

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Linux内存管理学习笔记--概述

orczhou 2016-03-28 14:03:17 浏览1618
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随着要维护的服务器增多,遇到的各种稀奇古怪的问题也会增多,要想彻底解决这些“小”问题往往需要更深的Linux方面的知识。越专业、分工越细的工程师,在这方面的要求也就越高。这次,对MySQL Swap的问题的探索过程,就一不小心掉进了Linux Memory Managemant(Linux MM)的研究中去了,爬了很久才出来,这里做一个系列笔记。

笔记中很多内容都是参考《Understanding the Linux Kernel, 3rd Edition》、Linux Source Code等地方,自己再做了一些总结,觉得有意义的总结这里记录一下,供参考。

1. 写在前面

Linux MM是一个比较猥琐的体系,虽然理论不太多,但是细节非常多。要从底层物理内存管理到上层虚拟内存管理整个关节打通,一方面需要较多底层架构知识、还需要很深的Linux知识。既然是学习笔记,先说一下我的学习资料:

1. Linux Memory Management David A Rusling 这本书很老了,当时的Kernel还是2.0.33版本的;这本书的优点在于抽象得很到位,把Linux_MM的基本模块、思想都通俗易懂的介绍了一遍。这也是kernel-docs.txt中推荐的读物之一;

2. 《Understanding the Linux Kernel, 3rd Edition》中的第二、八、十七章 这是基于2.6内核,非常有参考价值,介绍得非常细致,可以结合内核的源代码一起来看。

3. Linux Source Code 只看了几个自己关心的函数,没那么难:)

我不是计算机科班出身,体系结构的基础比较差,所以刚开始入门的时间相对较长,前后大概历时一个月,实际伏案时间约50小时,而这也只是一个开始

2. 基本框架

上面是一幅简图,后面会分别介绍,Kernel如何使用内存、Kernel如何管理分配内存、用户空间的内存管理。对于其中的一些细节则会单独介绍,例如大页内存,内存回收算等等。

2. Linux启动与内存管理

开机的第一个过程是BIOS自检,BIOS使用0x00000000到0x10000(1MB)内存,这1MB内存包括了自检程序、自检结果、还留一部分给显示设备使用;自检完成后,开始载入Linux内核,Linux从1MB开始使用物理内存,一般5MB就足够了,在内核的符号信息中可以看到,Linux内核从_text开始,_edata处结束

$more /boot/System.map-2.6.9-55.ELsmp|grep "\ _text$\|_etext$\| _edata$\| _end$"
ffffffff80100000 A _text
ffffffff80310399 A _etext
ffffffff80456aa8 A _edata

简图:

这里不涉及x86架构下的分页、分段细节,后面会单独介绍之。

这一篇很简单,是一个开始:)

【update 2011-03-29】

64位系统中,Linux(2.6.18)从2MB开始使用物理内存。(32位系统,仍然是从1MB开始)

file: ./arch/x86_64/defconfig
CONFIG_PHYSICAL_START=0x200000
//This gives the physical address where the kernel is loaded.

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