OK6410A 开发板 (八) 48 linux-5.11 OK6410A linux内存管理总览

linux内存管理 总览

进程 与 内存管理

linux 内存 从 内存类型角度分为

A. 虚拟内存

B. 物理内存

linux 内存 从 管理角度分为

A. 用户内存

B. 内核内存

从而 正交 形成了 4种

1. 内核物理内存

由 struct page 管理, 不同的 内存模型 有不同的管理方式 // CONFIG_FLATMEM CONFIG_DISCONTIGMEM CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP CONFIG_SPARSEMEM

2. 内核虚拟内存

由 四种方式() 管理 // 直接(线性)映射 vmalloc动态映射  持久映射kmap  固定映射fixmap之kmap_atomic(临时映射)

3. 用户物理内存

由 struct page 管理, 不同的 内存模型 有不同的管理方式 // CONFIG_FLATMEM CONFIG_DISCONTIGMEM CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP CONFIG_SPARSEMEM

4. 用户虚拟内存

由 task_struct 中的 mm_struct 中的 vmap_area(VMA) 管理

---------------------------------------------------------------------------------------------------总结上面的 , 即以下

内核物理内存管理方式 有4种 : 根据配置选一种

CONFIG_FLATMEM CONFIG_DISCONTIGMEM CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP CONFIG_SPARSEMEM

内核虚拟内存管理方式 有5种  : 4种用于异常/内核线程/用户进程内核态,1种用于进程用户态内存

直接(线性)映射 vmalloc动态映射  持久映射kmap  固定映射fixmap之kmap_atomic(临时映射) VMA

// VMA管理的地址范围在 0x00000000 - 0xbfffffff

// 其他四种管理方式瓜分了 0xc00000000 - 0xffffffff

// buddy 和 slab 申请的虚拟地址空间都是 在直接映射区，申请的物理地址都是连续的

异常 与 内存管理

异常 用的 物理虚拟内存 是怎么管理的 ???

.code .rodata .data .bss .stack .heap

.code .rodata .data .bss 都是 内核的,与内核线程共享

.stack 有可能是 内核栈(中断栈与内核栈共用,叫做共享中断栈,每个进程一个),有可能是独立的中断栈

.heap

还是封装的  1 2

但是注意,不能做 中断中不能做的动作(睡眠)

中断 的栈 如果采用 内核栈(sp对齐8KB,获得的是同一个值) , 应该是可以睡眠的, 因为可以用 current(就是根据sp对齐8KB获得的 ) 获取到 当前的 stack_struct , 所以就可以调用schedule

linux 内存管理 api

用户空间的内存 是 内核 管理的

glibc提供了malloc 和 mmap 函数,封装了 brk mmap 系统调用

应用程序的加载和运行 都是用的 brk mmap 系统调用 , 封装了 上面说的 3 4 // 其实 3 是在 缺页异常 中处理的

内核常用的 内存申请api 是

alloc_pages函数(buddy) vmalloc函数() , 都是封装的  1 2

kmalloc函数(slab) 是  基于 1 之上,又实现了一套 物理内存的管理,虚拟内存的管理还是封装了 2

内存管理存在的问题及解决方案

内核物理内存管理方式 有4种

根据配置选一种

内核虚拟内存管理方式 有5种

4种用于异常/内核线程/用户进程内核态,1种用于进程用户态内存

以上的管理方式,不是完美的,会造成很多问题:

问题 : 内存碎片/内存不足/无法申请到连续的物理页

方案 : 内存规整/内存释放/CMA