关于linux内存管理.doc

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1、关于linux内存管理分linux内存管理2011-08-2023:201829人阅读评论⑵收藏举报Linux的内存管理主要分为两部分：物理地址到虚拟地址的映射，内核内存分配管理(主要基于slab)o物理地址到虚拟地址之间的映射1＞概念物理地址(physicaladdress)用于内存芯片级的单元寻址，与处理器和CPU连接的地址总线相对应。——这个概念应该是这几个概念屮最好理解的一个，但是值得一提的是，虽然可以直接把物理地址理解成插在机器上那根内存木身，把内存看成一个从0字节一肓到最大空輦逐字节的编号的大数组，然后把这个数组叫做物理地址，但是事实上，这

2、以是一个驶件提供给软件的抽像，内存的寻址方式并不是这样。所以，说它是“与地址总线相对应”，是更贴切一些，不过抛开对物理内存寻址方式的考虑，真接把物理地址与物理的内存一一对应，也是可以接受的。也许错误的理解更利于形而上的抽像。虚拟内存(virtualmemory)这是对整个内存(不要与机器上插那条对上号)的抽像描述。它是相对于物理内存来讲的,可以直接理解成“不直实的”,“假的”内存,例如,一个0x08000000内存地址,它并不对就物理地址上那个大数纟R屮0x08000000・1那个地址元素；Z所以是这样，是因为现代操作系统都提供了一种内存管理的抽像，即

3、虚拟内存(virtualmemory)o进程使用虚拟内存屮的地址，由操作系统协助相关硬件，把它“转换”成真正的物理地址。这个“转换”，是所有问题讨论的关键。有了这样的抽像，一个程序，就可以使用比真实物理地址大得多的地址空间。(拆东墙，补汕墙，银行也是这样了做的)，甚至多个进程可以使用相同的地址。不奇怪，因为转换示的物理地址并非相同的。可以把连接麻的程序反编译看一下，发现连接器已经为程序分配了一个地址，例如，要调用某个函数A,代码不是callA,而是call0x0811111111,也就是说,函数A的地址已经被定下来了。没有这样的“转换”，没有虚拟地址的

4、概念，这样做是根木行不通的。打住了，这个问题再说下去，就收不住了。逻辑地ill.(logicaladdress)Intel为了兼容，将远古时代的段式内存管理方式保留了下来。逻辑地址指的是机器语言指令屮，用来指定一个操作数或者是一条指令的地址。以上例，我们说的连接器为A分配的0x08111111这个地址就是逻辑地址。——不过不好意思，这样说，好像又违背了Intel屮段式管理屮，对逻辑地址要求，“一个逻辑地址，是由一个段标识符加上一个指定段内相对地址的偏移最，表示为［段标识符：段内偏移最］，也就是说，上例屮那个0x08111111,应该表示为［A的代码段标

5、识符:0x08111111］,这样，才完整一些”线性地址(linearaddress)或也叫虚拟地址(virtualaddress)跟逻辑地址类似，它也是一个不真实的地址，如果逻辑地址是对应的硬件平台段式管理转换前地址的话，那么线性地址则对应了硬件页式内存的转换前地址。CPU将一个虚拟内存空间屮的地址转换为物理地址，需要进行两步：首先将给定一个逻辑地址(其实是段内偏移量，这个一定要理解！！！)，CPU要利用其段式内存管理单元，先将为个逻辑地址转换成一个线程地址，再利用其页式内存管理单元，转换为最终物理地址。这样做两次转换，的确是非常麻烦而且没有必要的，

6、因为育接可以把线性地址抽像给进程。之所以这样兀余，Intel完全是为了兼容而已。2、CPU段式内存管理，逻辑地址如何转换为线性地址一个逻辑地址rh两部份组成，段标识符：段内偏移量。段标识符是由一个16位长的字段纟R成，称为段选择符。其屮前13位是一个索引号。示面3位包含一些硬件细节，如图:段选择符15索引号3210T

7、npiTl=表指示器RPL=请求者持权级最麻两位涉及权限检查，木贴屮不包含。索引号，或者直接理解成数组下标——那它总要对应一个数纽•吧，它又是什么东东的索引呢？这个东东就是“段描述符(segmentdescriptor)n,呵呵，段描述符

8、具体地址描述了一个段(对于“段”这个字眼的理解，我是把它想像成，拿了一把刀，把虚拟内存，砍成若干的截——段)。这样，很多个段描述符，就组了一个数组，叫“段描述符表”，这样，可以通过段标识符的前13位，育接在段描述符表中找到一个具体的段描述符，这个描述符就描述了一•个段，我刚才对段的抽像不太准确，因为看看描述符里面究竟有什么东东——也就是它究竟是如何描述的，就理解段究竟有什么东东了，每一个段描述符由8个字节组成，如下图：数据段描述符63626160595857565554535251504948474645444342414039383736S53433

9、32BASE(24-31)GB0AVILIMIT(16-19)1S1TYPEBASE(16-2