Linux内存管理机理深入解析

深入解析Linux内存管理 Linux操作系统的内存管理是其一个非常重要的方面，本资源对Linux内存管理进行了深入的分析，涵盖了页表管理、内核页表、物理内存、高端内存、地址映射、虚拟内存、地址空间、高速缓存、页框回收、交换机制、缺页异常、共享内存、文件映射、程序执行等方面，适合Linux下C、C++开发人员参考学习。 1. 页表管理：在Linux中，页表管理是内存管理的核心部分。页表是一种数据结构，用于存储逻辑地址到物理地址的映射关系。逻辑地址转换为物理地址需要经过MMU（CPU中的内存管理单元），MMU会根据页表将逻辑地址转换为物理地址。 2. 内核页表：Linux中，内核页表是内核空间的页表，用于存储内核代码和数据的逻辑地址到物理地址的映射关系。内核页表的段描述符占8个字节，段信息无法直接存放在段寄存器中，需要存放在GDT或LDT中。 3. 物理内存：物理内存是计算机系统中实际存在的内存，Linux操作系统需要对物理内存进行管理，以便高效地使用内存资源。物理内存可以分为高端内存和低端内存两部分，高端内存是指物理内存的高地址部分，低端内存是指物理内存的低地址部分。 4. 高端内存：高端内存是物理内存的高地址部分，在Linux中，高端内存用于存储内核代码和数据。 5. 地址映射：地址映射是指逻辑地址到物理地址的映射关系，Linux中，地址映射是通过页表实现的。逻辑地址转换为物理地址需要经过MMU，将逻辑地址转换为线性地址，再将线性地址转换为物理地址。 6. 虚拟内存：虚拟内存是指计算机系统中可以使用的内存空间，包括物理内存和硬盘存储空间。Linux操作系统使用虚拟内存来管理内存资源，使得程序可以使用超过物理内存大小的内存空间。 7. 地址空间：地址空间是指进程可以访问的内存空间，Linux中，地址空间可以分为用户地址空间和内核地址空间两部分。用户地址空间用于存储用户程序的代码和数据，内核地址空间用于存储内核代码和数据。 8. 高速缓存：高速缓存是指计算机系统中的一种高速存储器，用于存储经常访问的数据。Linux操作系统使用高速缓存来提高内存访问速度。 9. 页框回收：页框回收是指Linux操作系统对空闲内存的管理，Linux会周期性地回收空闲内存，以便高效地使用内存资源。 10. 交换机制：交换机制是指Linux操作系统对内存和硬盘存储空间的交换机制。当物理内存不足时，Linux操作系统会将内存中的数据交换到硬盘存储空间中，以释放物理内存。 11. 缺页异常：缺页异常是指程序访问的内存页面不在物理内存中的情况。当发生缺页异常时，Linux操作系统会从硬盘存储空间中将缺失的页面读取到物理内存中。 12. 共享内存：共享内存是指多个进程可以访问的内存空间，Linux操作系统使用共享内存来实现进程之间的通信。 13. 文件映射：文件映射是指将文件映射到内存空间中，Linux操作系统使用文件映射来实现文件的读取和写入。 14. 程序执行：程序执行是指Linux操作系统对程序的执行管理，Linux操作系统会对程序的执行进行管理，以便高效地使用系统资源。