Linux 内存管理（七）之伙伴系统算法
@TOC 前言伙伴系统算法是一种用来管理分配和释放内存的算法，它在 Linux 内核中被广泛使用。其设计目标是高效地管理内存碎片，并且具有快速的分配和释放速度。 接下来将详细探讨一下 Linux 中的伙伴系统算法。 一、伙伴系统的由来在 Linux 内存管理（三）之分页机制 一文中，我曾提到过内存碎片，频繁地请求和释放不同大小的一组连续页框，必然导致在已分配页框的块内分散了许多小块的空闲页框。由
Linux 内存管理（六）之内存管理区
[TOC] 前言为了支持 NUMA 模型，也即 CPU 对不同内存单元的访问时间可能不同，此时系统的物理内存被划分为几个节点，一个节点对应一个内存簇 bank，即每个内存簇被认为是一个节点。接着各个节点又被划分为内存管理区域，接下来将对内存管理区域进行讨论。 非一致内存访问（Non-Uniform MemoryAccess，NUMA）模型，是一种内存架构模型，用于多处理器系统中的内存访问。在
Linux 内存管理（五）之转换后援缓存器（TLB）
@TOC 前言在传统的地址转换方式中，每次访问内存时，CPU 都需要通过页表来查找虚拟地址到物理地址的映射关系。这个过程需要多次内存访问，从而导致较大的延迟。为了减少这种延迟，引入了一种叫做 TLB 的缓存机制，将最近使用过的映射关系存储在高速缓存中。 一、高速缓存TLB 实际上就是一种高速缓存，所以讲解 TLB 之前我们先来看一下什么是高速缓存。 为了缩小 CPU 和 RAM 之间的速度不匹配
Linux 内存管理（四）之物理地址扩展（PAE）
[TOC] 前言在 32 位操作系统中，使用 32 位的寻址空间，最多只能表示 $2^{32}$ 个不同的地址，即 4GB 的地址空间。这意味着无论实际物理内存有多大，操作系统最多只能寻址 4GB 的物理内存。 然而，在实际应用中，特别是在服务器和高性能计算领域，需要处理大型数据集和运行大规模应用程序的情况下，4GB 的内存往往不够用。因此，引入 PAE 机制可以扩展物理地址空间，使操作系统能够
Linux 内存管理（三）之分页机制
[TOC] 前言在早期的操作系统中，分段机制被广泛采用，但随着技术的发展，分页机制逐渐成为主流选择。接下来，我们将深入探讨分页机制的原理、工作方式以及与其他内存管理机制的比较。 分段机制部分的内容可以看：Linux 内存管理（一）之分段机制。 本文涉及到的 cr0、cr2、cr3、cr4 这四个控制寄存器可以参考：x86/x86_64 下的 CPU 控制寄存器 本文还提及了
x86/x86_64 下的 CPU 控制寄存器
[TOC] 前言x86/x86_64 CPU 中提供了控制寄存器，来决定 CPU 的操作模式和当前执行任务的属性。这些寄存器在 32 位模式下是 32 bit，在 64 位模式中，控制寄存器扩展为 64 bit。 CPU 架构中共有 CR0、CR1、CR2、CR3、CR4、CR8 共 6 个控制寄存器。 一、CR0 寄存器CR0 寄存器是 x86 架构中的一种控制寄存器，用于控制和配置