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    【Linux 内核 内存管理】优化内存屏障 ④ ( 处理器内存屏障 | 八种处理器内存屏障 | 通用内存屏障 | 写内存屏障 | 读内存屏障 | 数据依赖屏障 | 强制性内存屏障 |SMP内存屏障 )

    文章目录 一、处理器内存屏障 二、Linux 内核处理器内存屏障 一、处理器内存屏障 ---- " 处理器内存屏障 “ 针对 ” CPU " 之间的内存访问乱序 和 CPU 访问外设乱序 问题 ; 为了...并行执行多条指令 ; 但是 CPU 执行优化会导致 指令乱序执行 , 后面的指令先于前面的指令执行 , 导致 寄存器中的值冲突 ; CPU 执行优化总结 : 顺序取指令 , 乱序执行 , 执行结果顺序提交 ; 二、Linux...内核处理器内存屏障 ---- Linux 内核中有 8 种 " 处理器内存屏障 " ; 内存屏障 有 4 种类型 , ① 通用内存屏障 ② 写内存屏障 ③ 读内存屏障 ④ 数据依赖屏障 每种类型的...内存屏障 又分为 ① 强制性内存屏障 ② SMP 内存屏障 两种类型 ; 因此将上面 8 种 " 处理器内存屏障 " 列成表格如下 : 内存屏障类型 强制性内存屏障 SMP 内存屏障 ① 通用内存屏障...mb() smp_mb() ② 写内存屏障 wmb() smp_wmb() ③ 读内存屏障 rmb() smp_rmb() ④ 数据依赖屏障 read_barrier_depends() smp_read_barrier_depends

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    【Linux 内核】NUMA 非一致内存访问结构 ( NUMA 概念介绍 | NUMA 架构优势分析 | SMP、NUMA、MPP 架构 )

    文章目录 一、NUMA 非一致内存访问结构 二、NUMA 架构优势分析 二、SMP、NUMA、MPP 架构 一、NUMA 非一致内存访问结构 ---- 非一致内存访问结构 , 英文名称 Non Uniform...Memory Access , 简称 NUMA ; " 非一致内存访问结 " 的 系统 , 有 多个 CPU 处理器 , 每个 处理器 都有 自己的 独立的本地内存 , 每个 CPU 处理器只支持 自己的本地内存快速访问..., 各个 CPU 处理器之间通过 " 总线 " 连接 ; 处理器通过 " 总线 " 可以 访问 其它处理器 的 " 内存 " , 但是 处理器 访问 自己的内存 要比 访问 其它处理器的内存 速度要快...联机事务处理过程 ) 事务处理场景 ; 使用 OLTP 程序时 , 如果 用户 访问 中心数据库 , 采用 SMP 架构的效率要比 MPP 要高 ; 二、SMP、NUMA、MPP 架构 ---- 商用服务器...的 应用层系统架构 一般有 3 种 : 对称多处理器结构 , 英文名称为 " Symmetrical Multi-Processing " , 简称 SMP ; 非一致内存访问结构 , 英文名称

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    Linux - Linux内存管理

    移除交换空间 ---- 概念 内存管理是Linux系统重要的组成部分。...为了解决内存紧缺的问题,Linux引入了虚拟内存的概念。为了解决快速存取,引入了缓存机制、交换机制等。...当需要用到原始内容时,这些信息会被重新从交换空间读入物理内存。 Linux的内存管理采取的是分页存取机制。...要深入了解Linux内存运行机制,需要知道下面提到的几个方面。 首先,Linux系统会不时地进行页面交换操作,以保持尽可能多的空闲物理内存。...其次,Linux进行页面交换是有条件的,不是所有页面在不用时都交换到虚拟内存中,Linux内核根据“最近最经常使用”算法,仅仅将一些不经常使用的页面文件交换到虚拟内存中。

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    SMP、NUMA、MPP体系结构介绍

    各 CPU 共享相同的物理内存,每个 CPU 访问内存中的任何地址所需时间是相同的,因此 SMP 也被称为一致存储器访问结构 (UMA : Uniform Memory Access) 。...SMP 服务器的主要特征是共享,系统中所有资源 (CPU 、内存、 I/O 等 ) 都是共享的。也正是由于这种特征,导致了 SMP 服务器的主要问题,那就是它的扩展能力非常有限。...对于 SMP 服务器而言,每一个共享的环节都可能造成 SMP 服务器扩展时的瓶颈,而最受限制的则是内存。...其基本特征是由多个 SMP 服务器 ( 每个 SMP 服务器称节点 ) 通过节点互联网络连接而成,每个节点只访问自己的本地资源 ( 内存、存储等 ) ,是一种完全无共享 (Share Nothing)...在 MPP 系统中,每个 SMP 节点也可以运行自己的操作系统、数据库等。但和 NUMA 不同的是,它不存在异地内存访问的问题。换言之,每个节点内的 CPU 不能访问另一个节点的内存。

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    Linux内存描述之内存节点node--Linux内存管理(二)

    CPU访问本地内存的速度比访问远程内存的速度要快 Linux适用于各种不同的体系结构, 而不同体系结构在内存管理方面的差别很大....因此linux内核需要用一种体系结构无关的方式来表示内存....因此linux内核把物理内存按照CPU节点划分为不同的node, 每个node作为某个cpu结点的本地内存, 而作为其他CPU节点的远程内存, 而UMA结构下, 则任务系统中只存在一个内存node, 这样对于...系统中的NUMA结点都是从0开始编号的 3.1 linux-2.4中的实现 pgdat_next指针域和pgdat_list内存结点链表 而对于NUMA结构的系统中, 在linux-2.4.x之前的内核中所有的节点...-3.x~4.x的实现 node_data内存节点数组 在新的linux3.x~linux4.x的内核中,内核移除了pg_data_t的pgdat_next之指针域, 同时也删除了pgdat_list链表

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    Linux内存描述之内存页面page--Linux内存管理(四)

    1 Linux如何描述物理内存 Linux把物理内存划分为三个层次来管理 层次 描述 存储节点(Node) CPU被划分为多个节点(node), 内存则被分簇, 每个CPU对应一个本地物理内存, 即一个...内存中的每个节点都是由pg_data_t描述,而pg_data_t由struct pglist_data定义而来, 该数据结构定义在include/linux/mmzone.h, line 615, 每个结点关联到系统中的一个处理器...简单来说, 页是一个数据块, 可以存放在任何页框(内存中)或者磁盘(被交换至交换分区)中 我们今天就来详细讲解一下linux下物理页帧的描述 2 页帧 内核把物理页作为内存管理的基本单位....因此在后来linux-2.4.x的更新中, 删除了这个字段, 取而代之的是page->flags的最高ZONE_SHIFT位和NODE_SHIFT位, 存储了其所在zone和node在内存区域表zone_table...3.2 内存页标识pageflags 其中最后一个flag用于标识page的状态, 这些状态由枚举常量enum pageflags定义, 定义在include/linux/page-flags.h?

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    Linux内存描述之概述--Linux内存管理(一)

    所有处理器只能访问同一个物理存储器,因此SMP系统有时也被称为一致存储器访问(UMA)结构体系,一致性意指无论在什么时候,处理器只能为内存的每个数据保持或共享唯一一个数值。...NUMA 体系结构在设计上已超越了 SMP 体系结构在伸缩性上的限制。通过 SMP,所有的内存访问都传递到相同的共享内存总线。...2 (N)UMA模型中linux内存的机构 Linux适用于各种不同的体系结构, 而不同体系结构在内存管理方面的差别很大. 因此linux内核需要用一种体系结构无关的方式来表示内存....而内存管理的其他地方则认为他们就是在处理一个(伪)NUMA系统. 2.2 Linux物理内存的组织形式 Linux把物理内存划分为三个层次来管理 层次 描述 存储节点(Node) CPU被划分为多个节点...2.6 高端内存 由于能够被Linux内核直接访问的ZONE_NORMAL区域的内存空间也是有限的,所以LINUX提出了高端内存(High memory)的概念,并且允许对高端内存的访问

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    Linux内存描述之内存区域zone--Linux内存管理(三)

    因此相对于任何一个CPU访问本地内存的速度比访问远程内存的速度要快, 而Linux为了兼容NUMAJ结构, 把物理内存相依照CPU的不同node分成簇, 一个CPU-node对应一个本地内存pgdata_t...Linux使用enum zone_type来标记内核所支持的所有内存区域 3.1 内存区域类型zone_type zone_type结构定义在include/linux/mmzone.h, 其基本信息如下所示...位系统中, Linux内核虚拟地址空间只有1G, 而0~895M这个986MB被用于DMA和直接映射, 剩余的物理内存被成为高端内存....defined(____cacheline_internodealigned_in_smp) #if defined(CONFIG_SMP) #define ____cacheline_internodealigned_in_smp...Linux必须处理如下两种硬件存在缺陷而引起的内存寻址问题: 一些硬件只能用某些特定的内存地址来执行DMA 一些体系结构其内存的物理寻址范围比虚拟寻址范围大的多。

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    Linux内存管理

    本篇介绍 本篇介绍下Linux的内存管理,用系统角度看内存的寻址和分配机制。 内容介绍 内存管理应该是系统中最难的模块之一了,而且历史也悠久,就先来简单回顾下。...分页机制可以完全避免内存碎片问题么? 公布下答案: 的确有分页机制就可以完全不需要分段机制,目前linux是在分段的基础上实现了分页,这个也有考虑到是兼容性问题。...atomic_long_t vm_numa_event[NR_VM_NUMA_EVENT_ITEMS]; } ____cacheline_internodealigned_in_smp...; /* for /proc/PID/auxv */ struct percpu_counter rss_stat[NR_MM_COUNTERS]; struct linux_binfmt...mmap流程如下: image.png 缺页异常 linux 是在不得不使用物理内存的时候才会分配物理内存。这句话该怎么理解呢?

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    Linux 系统内存监控:Linux 内存调优之系统内存全面监控

    写在前面 博文内容涉及 Linux 全局内存监控 监控方式包括传统工具 vmstat/top/free/sar/slabtop ,以及 systemd-cgtop,proc 内存伪文件系统 监控内容包括系统内存使用...即使应用程序需要的内存容量大于可用的物理内存,Linux内核仍然允许这些程序运行。Linux内核使用硬盘作为临时存储器,这个硬盘空间被称为交换分区(swap space)。...高速缓存和缓冲区的使用使得系统内空闲的内存很少,默认情况下,Linux试图尽可能多的使用你的内存。这是好事。 如果Linux侦测到有空闲内存,它就会将应用程序和数据缓存到这些内存以加速未来的访问。...需要时,Linux找出进程最近最少使用的内存页面,并将它们从活跃列表移动到不活跃列表。当要选择把哪个内存页交换到硬盘时,内核就从不活跃内存列表中进行选择。...它显示了这些分片的被占用情况,以及它们使用了多少内存。 slabtop可以一窥Linux内核的数据结构。每一种分片类型都与Linux内核紧密相关。

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    【Linux 内核】SMP 对称多处理器结构 ( SMP 对称多处理器结构概念 | SMP 对称多处理器结构的优势与缺陷 | Linux 内核兼容多处理器要求 )

    文章目录 一、SMP 对称多处理器结构概念 二、SMP 对称多处理器结构的优势与缺陷 三、Linux 内核兼容多处理器要求 一、SMP 对称多处理器结构概念 ---- 对称多处理器结构 , 英文名称为..." Symmetrical Multi-Processing " , 简称 SMP ; SMP 又称为 UMA , 全称 " Uniform Memory Access " , 中文名称 " 统一内存访问架构..., 总线 等 ; 多个 CPU 处理器 共享相同的物理内存 , 每个 CPU 访问相同的物理地址 , 所消耗的时间是相同的 ; 二、SMP 对称多处理器结构的优势与缺陷 ---- SMP 对称多处理器结构...的 系统 , 优点 : 避免了 结构障碍 , 其最大的特点是 所有的资源共享 ; 缺点 : SMP 架构的系统 , 扩展能力有限 , 有瓶颈限制 ; 如 : 内存瓶颈限制 , 每个 CPU 处理器必须通过...相同的总线 访问 相同的内存资源 , 如果 CPU 数量不断增加 , 使用同一条总线 , 就会导致 内存访问冲突 ; 这样就降低了 CPU 的性能 ; 通过实践证明 , SMP 架构的系统 , 使用

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    Linux 内存管理

    操作系统内存管理包括物理内存管理和虚拟内存管理:       我们这篇主要介绍Linux的虚拟内存管理。...物理内存管理在另外一篇:《操作系统内存管理(思维导图详解)》       1、程序的进程在内存的数据结构  一.Linux 进程在内存数据结构 ---- 1、存储(没有调入内存)阶段:       可以看到一个可执行程序在存储...Linux仅把可执行映像的一小部分 装入物理 内存. 当需要访问未装入的页面时 . 系统产生一个缺页中断 , 把需要的页读入 物理内存。 ...把页装入物理内存。   ·   五.swap对换空间 ----      32位Linux系统的每个进程可以有4 GB的虚拟 内存空间 ....例如:32位Linux的每个用户进程都可以访问4GB的线性地址空间, 而实际的物理内存可能远远少于4GB. 采用分页机制 ,Linux仅把可执行映像的一小部分装入物理内存.

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    Linux内存修改

    虚拟内存是为了满足物理内存不足采用的策略,利用磁盘空间虚拟出一块逻辑内存,用作虚拟内存的空间也就是交换分区。...作为物理内存的扩展,Linux会在物理内存不足时,使用交换分区的逻辑内存,内核会把暂时不用的内存块信息写到交换空间,这样物理内存就得到了释放,这块儿内存就可以用于其他目的,而需要用到这些内容的时候,这些信息就会被重新从交换分区读入物理内存...Linux的内存管理采用的是分页存取机制,为了保证物理内存得到充分的利用,内核会在适当的时间把物理内存中不经常使用的数据块儿自动交换到虚拟内存中,而将充分使用的信息保留到物理内存中。...例如通过阿里云安装的系统,不会自动给我们分配Swap虚拟内存空间;Swap分区或虚拟内存文件,是在系统物理内存不够用的时候,由系统内存管理程序将那些很长时间没有操作内存数据,临时保存到Swap分区虚拟内存文件中...当那些程序要再次重新运行时,会再从Swap分区或虚拟内存文件中恢复之前保存的数据到内存中。

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    认识 Linux 内存构成:Linux 内存调优之虚拟内存与物理内存认知

    写在前面 博文内容涉及 Linux 内存构成基本认知 包括虚拟内存和物理内存映射,多级页表和MMU简单认知 理解不足小伙伴帮忙指正 对每个人而言,真正的职责只有一个:找到自我。...所有其它的路都是不完整的,是人的逃避方式,是对大众理想的懦弱回归,是随波逐流,是对内心的恐惧 ——赫尔曼·黑塞《德米安》 认识 Linux 内存构成:虚拟内存与物理内存 计算机中的进程小伙伴一定不陌生,...一般情况下一个应用会启动一个主进程,若干个子进程或者线程,每个进程都有一个内存地址空间用于存放当进程的一些共享数据,所以在进程启动时会请求一定大小的内存,这里的内存不是实际的物理内存地址,不直接定位物理内存...0x0000000000000000 至 0x00007FFFFFFFFFFF(128 TB) 内核空间:0xFFFF800000000000 至 0xFFFFFFFFFFFFFFFF(128 TB) Linux...系统默认使用完整的 48 位地址,但用户进程实际可用空间通常更小(如通过 TASK_SIZE_MAX 限制为 128 TB 减去保护页) 在 Linux 系统中查看 /proc/cpuinfo 时,address

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