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在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，內(nèi)存是計(jì)算機(jī)的重要資源之一。在現(xiàn)今大數(shù)據(jù)和的發(fā)展背景下，計(jì)算機(jī)需要分配更大的內(nèi)存來處理更多的數(shù)據(jù)。對(duì)于Linux操作系統(tǒng)來說，如何實(shí)現(xiàn)大內(nèi)存分配成為了一個(gè)重要的問題。
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1.內(nèi)存管理
Linux內(nèi)核有一個(gè)稱為“內(nèi)存管理器”或“內(nèi)存管理子系統(tǒng)”的組件。內(nèi)存管理器是用來管理物理內(nèi)存和虛擬內(nèi)存映射之間的轉(zhuǎn)換的子系統(tǒng)。在Linux中，物理內(nèi)存是指計(jì)算機(jī)內(nèi)部的RAM或硬件內(nèi)存。虛擬內(nèi)存是一種機(jī)制，允許使用硬盤上的一部分作為RAM擴(kuò)展。內(nèi)存管理器的職責(zé)是在物理內(nèi)存和虛擬內(nèi)存之間進(jìn)行這種映射。
2.大內(nèi)存分配
在Linux內(nèi)核中，大內(nèi)存被定義為大于一個(gè)頁面大小的內(nèi)存塊。在32位架構(gòu)中，頁面大小通常是4KB。在64位架構(gòu)中，頁面大小通常是4KB或8KB。由于大內(nèi)存分配要求分配的內(nèi)存塊必須是連續(xù)的，因此在Linux內(nèi)核中，分配一個(gè)大的塊可能是困難的。為了解決這個(gè)問題，Linux內(nèi)核使用了幾種不同的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)大內(nèi)存分配。
3.頁框回收
頁框回收是Linux內(nèi)核用來管理物理內(nèi)存的一種技術(shù)。它允許內(nèi)核在需要時(shí)釋放未使用的物理內(nèi)存。當(dāng)大量的內(nèi)存分配申請(qǐng)被取消時(shí)，內(nèi)核就可以回收這些被分配的內(nèi)存頁框。這種技術(shù)對(duì)于釋放大內(nèi)存塊非常有用。
4.伙伴系統(tǒng)
伙伴系統(tǒng)是Linux內(nèi)核實(shí)現(xiàn)大內(nèi)存分配的重要技術(shù)支持。它使用了一個(gè)算法，依次搜索可用的連續(xù)物理頁面。這種算法的好處在于它可以找到一系列的連續(xù)物理頁面來滿足大的內(nèi)存分配申請(qǐng)。如果請(qǐng)求的頁面數(shù)量不能完全滿足，它就會(huì)向較小的頁面發(fā)起其他分配申請(qǐng)，并將其組合起來以形成所需的大內(nèi)存塊。
5. 內(nèi)存大洪水
內(nèi)存大洪水是Linux內(nèi)核用于處理大內(nèi)存分配的一種技術(shù)。它使用一系列的步驟來查找可用的物理頁面。它創(chuàng)建一個(gè)用于物理頁面的空閑列表。然后，它擴(kuò)展這個(gè)列表，直到占用的連續(xù)物理頁面足夠大以滿足需要的內(nèi)存塊。這種技術(shù)適用于需要比伙伴系統(tǒng)更好的性能的情況。
6. 其他技術(shù)
除了以上介紹的技術(shù)外，Linux內(nèi)核還使用了其他技術(shù)來實(shí)現(xiàn)大內(nèi)存分配。其中一個(gè)是使用Huge Pages的技術(shù)。這種技術(shù)使用更大的頁面來減少內(nèi)存開銷，并提高大內(nèi)存分配的效率。另一種技術(shù)是使用高速緩存來存儲(chǔ)大內(nèi)存分配申請(qǐng)的元數(shù)據(jù)。這樣可以減少大量內(nèi)存分配過程中的開銷，從而提高分配效率。
7.
在現(xiàn)今大數(shù)據(jù)和的發(fā)展環(huán)境下，Linux需要實(shí)現(xiàn)更大的內(nèi)存分配。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，Linux內(nèi)核使用了幾種不同的技術(shù)，如頁框回收、伙伴系統(tǒng)、內(nèi)存大洪水、Huge Pages和高速緩存。這些技術(shù)為Linux內(nèi)核提供了實(shí)現(xiàn)大內(nèi)存分配的重要支持。
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linux系統(tǒng)為什么給內(nèi)核分配1G不是500M？為什么不是2:2分配？
32bit Linux kernel virtual memory layout
現(xiàn)譽(yù)螞銀在64bit都出來好久了物鋒， 128bit也逐漸應(yīng)用，還慶宴問32bit的事情，真好玩。
所有進(jìn)程都必須占用一定數(shù)量的內(nèi)存，這些內(nèi)存用來存放從磁盤載入的程序代碼，或存放來自用戶輸入的數(shù)據(jù)等。內(nèi)存可以提前靜態(tài)分配和統(tǒng)一回收，也可以按需動(dòng)態(tài)分配和回收。
對(duì)于普通進(jìn)程對(duì)應(yīng)的內(nèi)存空間包含5種不同的數(shù)據(jù)區(qū)：
代碼段
數(shù)據(jù)段
BSS段
堆：動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存段，大小不固定，可動(dòng)態(tài)擴(kuò)張(malloc等函數(shù)分配內(nèi)存)，或動(dòng)態(tài)縮減(free等函數(shù)釋放)；
棧：存放臨猛灶時(shí)創(chuàng)建的局部變量；
Linux采用虛擬內(nèi)存管理技術(shù)，
網(wǎng)頁鏈接
一起學(xué)習(xí)linux, 每個(gè)進(jìn)程都有各自獨(dú)立的進(jìn)程地址空間(即4G的線性虛擬空間)，無法直接訪問物理內(nèi)存。這樣起到保護(hù)操作系統(tǒng)，并且讓用戶程序可使用比實(shí)際物理內(nèi)存更大的地址空間。
4G進(jìn)程地址空間被劃分兩部分，內(nèi)核空間和用戶空間。用戶空間從0到3G，內(nèi)核空間從3G到4G；
用戶進(jìn)程通常情況只能訪問用戶空間的虛擬地址，不能訪問內(nèi)空畢核空間虛擬地址。只有用戶進(jìn)程進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用(代表用戶進(jìn)程在內(nèi)核態(tài)執(zhí)行)等情況可訪問到內(nèi)核空間；
用戶空間對(duì)應(yīng)進(jìn)程，所以當(dāng)進(jìn)程切換，用戶空間也會(huì)跟著變化；
內(nèi)核空間是由內(nèi)核負(fù)責(zé)映射，不會(huì)跟著進(jìn)程變化；內(nèi)核空間地址有自己對(duì)應(yīng)的頁表，用戶進(jìn)程各自有不同額頁表。
虛擬內(nèi)存 轉(zhuǎn)化為 真實(shí)物理內(nèi)存：
虛擬進(jìn)程空間：通過查詢進(jìn)程頁表，獲取實(shí)際物理內(nèi)存地址；
虛擬內(nèi)核空間：通過查詢內(nèi)核頁表，獲取實(shí)際物理內(nèi)存地址；
物理內(nèi)存映射區(qū)：物理內(nèi)存映射區(qū)與實(shí)際物理去偏移量僅PAGE_OFFSET，通過通過virt_to_phys()轉(zhuǎn)化；
虛擬內(nèi)存與真實(shí)物理內(nèi)存映射關(guān)系：
其斗知芹中物理地址空間中除了896M(ZONE_DMA + ZONE_NORMAL)的區(qū)域是絕對(duì)的物理連續(xù)，其他內(nèi)存都不是物理內(nèi)存連續(xù)。在虛擬內(nèi)核地址空間中的安全保護(hù)區(qū)域的指針都是非法的，用于保證指針非法越界類的操作，vm_struct是連續(xù)的虛擬內(nèi)核空間，對(duì)應(yīng)的物理頁面可以不連續(xù)，地址范圍(3G + 896M + 8M) ~ 4G；另外在虛擬用戶空間中 vm_area_struct同樣也是一塊連續(xù)的虛擬進(jìn)程空間，地址空間范圍0~3G。
一般裝linux必須要的分區(qū)為根分區(qū)和swap分區(qū)，其他分區(qū)看根據(jù)自己需要可以自行添加（如/home,/oracle,/opt等攔虧團(tuán)等）linux內(nèi)核組成部分分為三個(gè)部分空襲，例如linux2.6.3其中2是主要版本，6是修訂版本，3是不簡橘穩(wěn)定版本，如果3是偶數(shù)的話，說明該系統(tǒng)為穩(wěn)定版本。
這個(gè)是面試官特定需求下的設(shè)置
平時(shí)設(shè)置沒有這種需求，想怎么分就怎么分
你說的是32bit 下Linux虛擬內(nèi)存的分配吧，默認(rèn)的編譯選項(xiàng)是前面3G給用戶空間，槐掘后面1G給內(nèi)核空間。這個(gè)是可以改的配鉛則核置文件的，盯棗改成內(nèi)核給用戶空間都是2G.
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標(biāo)題名稱：Linux如何實(shí)現(xiàn)大內(nèi)存分配(linux大內(nèi)存分配)
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