【精品】Linux内存管理

《【精品】Linux内存管理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、Linux内存管理（一）2010-10-0410:03转载自nkd2002最终编辑nkd2002木文转贴自:http:〃Hww.kerneltravel,net/jouriial/v/mem.htm摘要：本章首先以应用程序开发者的角度审视Linux的进程内存管理，在此基础上逐步深入到内核中讨论系统物理内存管理和内核内存的使用方法。力求从外到内、水到渠成地引导网友分析Linux的内存管理与使用。在本章最后，我们给出一个内存映射的实例，帮助网友们理解内核内存管理与用户内存管理之间的关系，希望大家最终能驾驭

2、Linux内存管理。刖吕内存管理一向是所有操作系统书籍不惜笔墨重点讨论的内容，无论市面上或是网上都充斥着大屋涉及内存管理的教材和资料。因此，我们这里所要写的Linux内存管理采収避重就轻的策略，从理论层面就不去班门弄斧，贻笑大方了。我们最想做的和町能做到的是从开发者的角度谈谈对内存管理的理解，最终目的是把我们在内核开发中使用内存的经验利对Linux内存管理的认识与大家共享。当然，这其中我们也会涉及到一些诸如段页等内存管理的基本理论，但我们的目的不是为了强调理论，而是为了指导理解开发中的实践，所以仅仅点

3、到为止，不做深究。遵循“理论来源于实践”的“教条”，我们先不必一下了就钻入内核里去看系统内存到底是如何管理，那样往往会让你陷入似懂非懂的窘境（我当年就犯了这个错误！）。所以最好的方式是先从外部（用户编程范畴）来观察进程如何使用内存，等到大家对内存的使用有了较直观的认识后，再深入到内核中去学习内存如何被管理等理论知识。最后再通过一个实例编程将所讲内容融会贯通。进程与内存进程如何使用内存?毫无疑问，所有迹程（执行的程序）都必须占用一定数量的内存，它或是用來存放从磁盘载入的程序代码，或是存放取自川户输入的数

4、据等等。不过进程对这些内存的管理方式因内存用途不一而不尽相同，仃些内存是事先静态分配和统一冋收的，而有些却是按需要动态分配和冋收的。对任何•个普通进程来讲，它都会涉及到5种不同的数据段。稍有编程知识的刖友都能想到这儿个数据段中包含有“程序代码段”、“程序数据段”、“程序堆栈段”等。不错，这几种数据段都在其中，但除了以上几种数据段Z外，进程还另外包含两种数据段。下面我们来简单归纳一下进程对应的内存空间中所包含的5种不同的数据区。代码段：代码段是用来存放可执行文件的操作指令，也就是说是它是町执行程序在内存

5、屮的镜像。代码段需要防止在运行时被非法修改，所以只准许读取操作，而不允许写入（修改）操作——它是不可写的。数据段:数据段用来存放可执行文件屮已初始化全局变量，换句话说就是存放程序静态分配1[1]的变量和全局变量。BSS^2[2]：BSS段包含了程序中未初始化的全局变量，在内存屮bss段全部置零。堆（heap）：堆是用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的人小并不固定，可动态扩张或缩减。当进秤•调MJmalloc等换数分配内存时，新分配的内存就被动态添加到堆上（堆被扩张）；当利川free等函数释放内存

6、时，被释放的内存从堆中被剔除（堆被缩减）栈:栈是用八存放程序临时创建的局部变量，也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量（但不包括static声明的变量,static意味着在数据段屮心放变量）。除此以外，在函数被调用时，其参数也会被压入发起调用的进程栈中，并且待到调用结束后,函数的返冋值也会被存放冋栈中。由于栈的先进先出特点，所以栈特别方便用來保存/恢复调用现场。从这个意义上讲，我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区。进程如何组织这些区域?上述几种内存区域中数据段、BSS和堆通常是被连续存储

7、的——内存位置上是连续的，而代码段和栈往往会被独立存放。有趣的是，堆和栈两个区域关系很“暧味”，他们一个向下“长”（1386体系结构中栈向下、堆向上），一个向上“长”，相对而生。但你不必担心他们会碰头，因为他们Z间间隔很大（到底大到多少，你可以从下面的例子程序计算一下），绝少有机会能碰到一起。（首先町以简化一个概念，i386=Intel80386。其实i386通常被用来作为对Intel（英特尔）32位微处理器的统称。WindowsNT类系统的安装盘上，通常i386是其根上的一个文件夹，里面包含了便件所

8、需的基本安装信息。Windows2000和WindowsXP的安装文件夹都是1386,止常情况下在安装泄盘下町以找到这个文件夹。为了加快安装速度，在安装前，安装程序会将i386拷贝到硬盘上。这个文件夹也町以在将来系统发牛变化（增减新的硬件）吋安装驱动程序，或者增加系统附帯的服务组件、软件时使用。在其它牵涉到处理器说明的地方，通常也可以使用i386这个称谓，其实和遊作为PowerPC微处理器的缩写是类似的。但是，现在很多人都是用的Ghost进行的系统安装，