Linux内存管理介绍
### Linux内存管理介绍 #### 虚拟内存与Linux 在深入探讨Linux内存管理之前,我们先了解一下虚拟内存的基本概念及其在Linux系统中的应用。虚拟内存是一种计算机内存管理技术,它通过将进程的虚拟地址空间映射到物理内存(RAM)来实现。这种映射不仅提供了对内存的有效管理,还增强了系统的安全性和灵活性。 #### 单一地址空间 在没有采用虚拟内存技术的简单系统中,所有进程和操作系统共享同一内存空间。这意味着: - 内存和外设共享相同的地址空间。 - 所有进程和操作系统共用相同的内存区域。 - 缺乏内存保护机制,导致一个进程可以随意访问其他进程或操作系统的内存,从而可能破坏整个系统的稳定性。 这种单一地址空间的设计常见于早期的处理器架构,如8086-80286、ARMCortex-M、8-和16位的PIC微控制器等。 #### x86物理内存布局 对于x86架构而言,物理内存布局更加复杂。由于历史遗留问题,x86系统的内存被划分为不同的区域: - RAM被分割为DOS区域和扩展区域。 - 不同的硬件资源在这些区域之间进行映射。 - 高端内存和扩展内存的访问方式存在差异。 这种设计带来了一系列限制,包括程序的可移植性降低、内存管理复杂以及缺乏有效的内存保护机制等。 #### 虚拟内存的优势 虚拟内存的引入解决了单一地址空间带来的诸多问题,并带来了以下显著优势: 1. **内存隔离**:每个进程拥有独立的虚拟地址空间,这样可以防止一个进程对另一个进程或操作系统的内存造成破坏。 2. **内置内存保护**:内核内存对用户空间进程不可见,从而增强了系统的安全性。 3. **内存移动**:可以轻松地在内存之间移动数据。 4. **交换至磁盘**:当物理内存不足时,可以通过将部分不活跃的数据换出到磁盘来释放内存空间。 5. **设备内存映射**:可以将硬件设备(如GPU内存)映射到进程的虚拟地址空间,便于进程直接访问这些设备。 6. **共享内存**:同一块物理内存可以被多个进程同时访问,这对于提高效率非常有益。 7. **访问权限控制**:可以为不同的内存区域设置读、写和执行等不同级别的访问权限。 #### 虚拟内存细节 虚拟内存系统涉及两个主要的概念:物理地址和虚拟地址。 - **物理地址**:这是硬件实际使用的地址,用于直接访问内存或设备。 - **虚拟地址**:这是进程所看到的地址,通过虚拟地址空间映射到相应的物理地址。 虚拟地址空间的引入使得每个进程都可以拥有一致的内存视图,而不管物理内存的实际布局如何。这种机制不仅简化了编程,还极大地提高了系统的稳定性和安全性。 Linux通过其高效的虚拟内存管理系统,为用户提供了一个强大而灵活的内存管理环境。无论是处理复杂的多任务场景还是应对资源受限的情况,Linux都能确保内存资源得到最优利用,同时保持系统的安全性和稳定性。
剩余90页未读,继续阅读
- 粉丝: 0
- 资源: 1
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- 9.3 使用EigenFaceRecognizer训练人脸分类器,并将模型保存为faceModel.xml文件
- (源码)基于Spring Boot 2的管理后台系统.zip
- (源码)基于Java Swing的铁路售票系统.zip
- (源码)基于Java的电源租赁管理系统.zip
- (源码)基于STM32F4的嵌入式系统实验室项目.zip
- (源码)基于Python和PyTorch框架的强化学习导航系统.zip
- (源码)基于Python的健康日报自动填写系统.zip
- 9.1 使用haarcascade-frontalface-default.xml分类器对静态图像进行人脸检测
- (源码)基于Arduino和M5Atom的WiFi CO2监测系统.zip
- (源码)基于Keras的YoloV3目标检测系统.zip