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【Linux 内核 内存管理】内存管理架构 ① ( 内存管理架构组成 | 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 | Linux 内核架构层次 | Linux 系统调用接口 )

文章目录 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU 硬件 ) 二、Linux 内核架构层次 三、Linux 系统调用接口 一、内存管理架构组成 ( 用户空间 | 内核空间 | MMU...硬件 ) ---- 内存管理架构 由 3 部分组成 : ① 用户空间 : 在 " 用户空间 " 中 , 使用 malloc 函数 申请 " 堆内存 " , 使用 free 函数 释放 " 堆内存..." ; ② 内核空间 : Linux 内核启动后 , 一直 驻留在内存 中 , 应用程序 不能 读写 内核空间数据 , 不能直接调用 内核源码 中的函数 ; 只能通过 " 系统调用 " 间接调用 内核函数...组成 ; 层次架构如下 : Linux 内核 需要 " 管理硬件 " , 如 : CPU 处理器 , 内存 , I/O 设备 , 网络设备 等 ; Linux 内核 还需要 向上层的 " 应用程序...⑤ 网络管理 : 内核 调用 网络接口 , 实现 网络管理 ; " 设备管理 " 对用户是透明的 , 用户不直到 Linux 内核是如何管理设备的 , 系统调用接口没有关于 " 设备管理 " 的调用接口

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完全剖析 - Linux虚拟内存空间管理

所以,Linux 根据功能上的差异,来对虚拟内存空间进行管理。 今天,我们来介绍一下 Linux 对虚拟内存空间管理的细节。...段 之前我们说过,在 32 位的操作系统中,每个进程都拥有 4GB 的虚拟内存空间。Linux 根据功能上的差异,把整个虚拟内存空间划分为多个不同区间,称为 段。...我们先来看看 Linux 进程虚拟内存空间的布局图,如图 1 所示: ? 上图展示了 Linux 进程的虚拟内存空间布局情况,我们只关注 用户空间 的布局。...虚拟内存区 从上面的介绍可知,Linux 按照功能上的差异,把虚拟内存空间划分为多个 段。那么在内核中,是通过什么结构来管理这些段的呢? 答案就是:vm_area_struct。...,每个进程都有一个类型为 mm_struct 的内存管理对象,用于管理进程的虚拟内存空间和内存映射等。

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    Linux磁盘空间管理:释放空间、避免硬盘满、提高性能

    Linux下常用的文件系统有Ext2、Ext3、Ext4、Btrfs等,其中Btrfs相对比较新,支持快照、检查和修复能力。...在Linux系统下,使用命令行删除文件可以使用rm命令,如:rm -rf /path/to/file_or_directory。其中,-r表示递归删除,-f表示强制删除。...在Linux系统下,可以使用logrotate工具定期轮换和清理日志文件。...五、使用du和df命令查看磁盘使用情况 在Linux系统下,可以使用du和df命令查看磁盘使用情况。其中,du命令用于计算文件和目录的磁盘空间使用情况,df命令用于报告文件系统的磁盘空间使用情况。...六、设置Quota配额 使用Quota配额可以限制磁盘空间的使用,避免硬盘满的情况发生。在Linux系统下,需要安装quota工具并配置文件系统才能启用配额功能。

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    Linux的命名空间详解--Linux进程的管理与调度(二)【转】

    对该概念做一般概述之后,我将讨论命名空间框架所提供的基础设施。 命名空间概念 传统上,在Linux以及其他衍生的UNIX变体中,许多资源是全局管理的。...例如,系统中的所有进程按照惯例是通过PID标识的,这意味着内核必须管理一个全局的PID列表。而且,所有调用者通过uname系统调用返回的系统相关信息(包括系统名称和有关内核的一些信息)都是相同的。...用户ID的管理方式类似,即各个用户是通过一个全局唯一的UID号标识。 全局ID使得内核可以有选择地允许或拒绝某些特权。虽然UID为0的root用户基本上允许做任何事,但其他用户ID则会受到限制。...请注意,Linux系统对简单形式的命名空间的支持已经有很长一段时间了,主要是chroot系统调用。该方法可以将进程限制到文件系统的某一部分,因而是一种简单的命名空间机制。...Linux内核命名空间描述 在Linux内核中提供了多个namespace,其中包括fs (mount), uts, network, sysvipc, 等。

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    Linux网络名称空间之独立网络资源管理

    Linux网络名称空间是一种强大的虚拟化技术️,它允许用户创建隔离的网络环境,每个环境拥有独立的网络资源和配置。这项技术对于云计算☁️、容器化应用和网络安全等领域至关重要。...本文将详细介绍在Linux网络名称空间中可以拥有的独立网络资源,并指出应用开发人员在使用时应注意的重点。1....Linux网络名称空间中的独立网络资源在Linux网络名称空间中,可以独立存在的网络资源主要包括:网络接口(Network Interfaces):每个名称空间可以拥有自己的虚拟和物理网络接口,如veth...网络资源管理:掌握如何在不同的网络名称空间中创建、配置和管理网络资源,包括网络接口、IP地址和路由等。...通过熟悉网络名称空间中的独立网络资源及其管理方法,开发人员可以更好地设计和部署微服务架构️、容器化应用和多租户平台。在利用网络名称空间带来的便利的同时,也需要注意网络配置的正确性✅、安全性和性能优化。

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    alloc_page分配内存空间--Linux内存管理(十七)

    1 前景回顾 在内核初始化完成之后, 内存管理的责任就由伙伴系统来承担. 伙伴系统基于一种相对简单然而令人吃惊的强大算法....Linux内核使用二进制伙伴算法来管理和分配物理内存页面, 该算法由Knowlton设计, 后来Knuth又进行了更深刻的描述....这种惯例与设计得很好的用户层应用程序没什么不同, 但在内核中忽略检查会导致严重得多的故障 内核除了伙伴系统函数之外, 还提供了其他内存管理函数. 它们以伙伴系统为基础, 但并不属于伙伴分配器自身....这些函数包括vmalloc和vmalloc_32, 使用页表将不连续的内存映射到内核地址空间中, 使之看上去是连续的. 还有一组kmalloc类型的函数, 用于分配小于一整页的内存区....在预期内存域没有空闲空间的情况下, 该列表确定了扫描系统其他内存域(和结点)的顺序.

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    linux交换空间

    swap空间有两种形式:一是交换分区,二是交换文件。总之对它的读写都是磁盘操作。...linux内存通过 virtual memory 虚拟内存来管理整个内存, 虚拟内存管理着物理内存,也管理着swap交换空间。...Swap分区,即交换区,Swap空间的作用可简单描述为:当系统的物理内存不够用的时候,就需要将物理内存中的一部分空间释放出来,以供当前运行的程序使用。...那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程序,这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中,等到那些程序要运行时,再从Swap中恢复保存的数据到内存中。...其实,Swap的调整对Linux服务器,特别是Web服务器的性能至关重要。通过调整Swap,有时可以越过系统性能瓶颈,节省系统升级费用。

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    【linux】地址空间

    在Linux地址下,这种地址叫做 虚拟地址 我们在用C/C++语言所看到的地址,全部都是虚拟地址!物理地址,用户一概看不到,由OS统一管理 OS必须负责将 虚拟地址 转化成 物理地址 。...,重新构建映射 在虚拟内存系统中,每个进程都拥有一块连续的虚拟地址空间,这块空间由操作系统管理,对进程来说,它看起来像是独占的内存。...02.理解地址空间 地址空间划分 在操作系统的地址空间管理中,地址空间被划分为几个区域,以组织不同类型的数据和代码。这些区域的划分是为了提高内存的管理效率、安全性和程序的运行性能。...虚拟地址空间中的地址通过内存管理单元(MMU)映射到物理内存地址。 2. 地址空间的作用 隔离性:每个进程有自己的虚拟地址空间,其他进程不能直接访问。...程序内部使用的地址都是基于虚拟地址空间,页表负责将这些地址实时映射到实际的物理内存地址,为程序的正确执行提供支撑 03.Linux2.6内核进程调度队列 前面提到的nice值范围在[-20,19]

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    InnoDB:表空间管理

    表空间有两种类型,常规(或共享)表空间和独立表空间文件。对于共享表空间而言,来自多个不同表及其对应索引的数据可以保存在单个.ibd文件中。...而对于独立表空间,单个表的数据及其索引保存在一个.ibd文件中。 这篇博客文章将详细讨论这些.ibd文件中的空间管理。 .IBD文件 这些文件通常位于数据目录中。让我们尝试创建一个表test.t1。...TABLESPACE 独立表空间的名称与文件/表名称相同,即上面表t1的表空间名称为t1。...如果它是使用名称my_tablespace创建的常规(或共享)表空间,则该表空间名称将是 my_tablespace .. 表空间使用唯一的ID标识,称为表空间ID。...相反,它将移至在表空间级别维护的FREE列表。 问:为什么我们需要文件段? 答:这是为了简化页管理。一旦删除文件段,就要释放所有区段和页。

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    进程地址空间管理

    但是有了虚拟地址空间和页表,虚拟地址空间中各个区域的地址是有序的,然后通过页表进行映射,找到无序的物理内存地址,从而将物理地址进行有序管理。...所以离散申请的堆空间可以用vm_area_struct进行管理,并且所有的区域都可以统一使用vm_area_struct进行管理。...进程地址空间管理(总结) 关于进程地址空间整体的管理结构如上图所示(虚拟区间较少情况下)。 task_struct管理整体进程,其中包括管理进程地址空间的mm_struct。...虚拟地址空间使得进程内存分布在逻辑上保持有序,简化了程序管理。...总结 虚拟地址空间通过操作系统的地址空间管理和页表机制,解决了直接操作物理内存带来的安全性、灵活性和效率问题,使得内存管理更安全、更高效,同时简化了程序开发与运行。

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    linux之用户空间和内核空间

    linux驱动程序一般工作在内核空间,但也可以工作在用户空间。下面我们将详细解析,什么是内核空间,什么是用户空间,以及如何判断他们。...Linux简化了分段机制,使得虚拟地址与线性地址总是一致,因此,Linux的虚拟地址空间也为0~4G。Linux内核将这4G字节的空间分为两部分。...而将较低的3G字节(从虚拟地址 0x00000000到0xBFFFFFFF),供各个进程使用,称为“用户空间)。因为每个进程可以通过系统调用进入内核,因此,Linux内核由系统内的所有进程共享。...于是,从具体进程的角度来看,每个进程可以拥有4G字节的虚拟空间。 Linux使用两级保护机制:0级供内核使用,3级供用户程序使用。...对内核空间来说,其地址映射是很简单的线性映射,0xC0000000就是物理地址与线性地址之间的位移量,在Linux代码中就叫做PAGE_OFFSET。 内核空间和用户空间之间如何进行通讯?

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    【Linux 内核 内存管理】内存管理架构 ② ( 用户空间内存管理 | malloc | ptmalloc | 内核空间内存管理 | sys_brk | sys_mmap | sys_munmap)

    文章目录 一、用户空间内存管理 ( malloc / free / ptmalloc / jemalloc / tcmalloc ) 二、内核空间内存管理 1、内核内存管理系统调用 ( sys_brk...内核 提供的 brk / mmap 系统调用接口 , 以 " 内存页 “ 为单位 , 申请内存 , 然后将申请的内存 分成 ” 内存块 “ 分配给 用户空间 的 ” 应用程序 " 二、内核空间内存管理...---- 1、内核内存管理系统调用 ( sys_brk | sys_mmap | sys_munmap ) 在 " 内核空间 " 中 , 调用 Linux 内核中的 sys_brk / sys_mmap..." ; sys_munmap 释放 " 虚拟内存页 " ; 上述函数属于 " 虚拟内存管理 “ , 虚拟内存管理 从 ” 进程虚拟地址空间 “ 分配 / 释放 ” 虚拟内存页 " ; 2、sys_brk...、sys_mmap 系统调用 可参考 【Linux 内核 内存管理】Linux 内核堆内存管理 ② ( 动态分配堆内存方式 | brk 系统调用 | mmap 系统调用 | brk 系统调用源码介绍 )

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    Linux:进程地址空间

    1、在我们C语言内存管理机制里面线性地址是有区域划分的。        我们如何验证这个区域的划分是否正确呢?...本质上其实就是一个内核数据结构,和PCB一样,地址空间也是需要被操作系统管理的:先描述再组织。 而每一个进程都有自己的进程地址空间,PCB内部有一个指针指向这块空间!...,将进程管理模块和内存模块进行解耦合 !        ...这是有Linux的内存模块去管理的,进程并不需要关心。 结论4:其实变量名在定义的时候就已经被转化成一个个虚拟地址了,而我们之所以有a和&a,本质上是为了区分想获取的是变量的值还是地址。...结论5:以前我们所学习的C内存管理,其实本质上是进程地址空间,而内存管理是由Linux替我们完成的,我们上层语言并不需要关心具体的细节,只需要正常去通过对应的线性地址去使用就行了。

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    【Linux】进程地址空间

    ,也就是虚拟地址是相同的,我们不是复制出了两个地址空间,这里需要注意 内核空间中有父子进程的task_struct,它们里面有指向各自页表的指针 其中上方是父进程的地址空间,下方是子进程的地址空间,子进程直接复制父进程的地址空间...这个过程是写时拷贝,我们前面提到过 其中MMU起到的作用是负责将进程虚拟地址转换为物理地址,当 CPU 需要访问内存时,会将虚拟地址发送给 MMU,MMU 根据页表等数据结构进行地址转换,是与页表息息相关的一个内存管理单元...,增加一个转换的过程,在这个转换的过程中,可以对我们的寻址请求进行审查,所以如果访问异常,就可以直接拦截,请求不会到达物理内存,从而很好的保护了物理内存不被攻击 (三)进程管理模块和内存管理模块低耦合...我们通过页表这个结构,很好地将进程管理和内存管理解耦合,互不影响,我们进程所看到的只有虚拟地址,并不在乎物理地址如何如何,而我们的内存也不需要在乎有多少进程,进程的作用是什么,而是只在需要的时候开辟和回收空间就可以了...,这样我们在进程出现问题的时候不会影响到内存管理,很好地阻断了可能出现的一系列崩盘的问题 4、页表的其他内容 页表除了我们上面提到的作用以外,还存在类似读写权限这样的功能,我们在之前学习的时候,我们知道在只读数据段中的数据是只可读不可写的

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