linux存储管理命令
这种方式中,将用户程序的地址空间,注意,是 用户程序的地址空间 分为若干个固定大小的区域,成为“页”或“页面”。我们可以知道,这也页其实是不存在的,只是一种划分内存空间的方法。也就是说,这种方式将用户的程序 “肢解” 了,分成很多个小的部分,每个部分称为一个“页”。
将逻辑地址的前n位作为页号,后面32-n位作为页内偏移量。
由于进程的最后一页经常装不满一个块,从而形成了不可利用的碎片,称之为 “页内碎片” 。
作用:实现页号到物理号的地址映射。
页表是记录逻辑空间(虚拟内存)中每一页在内存中对应的物理块号。但并非每一页逻辑空间都会实际对应着一个物理块,只有实际驻留在物理内存空间中的页才会对应着物理块。
系统会为每一个进程建立一张页表,页表是需要一直驻留在物理内存中的(多级页表除外),另外页表的起址和长度存放在 PCB(Process Control Block)进程控制结构体中。
可以在页表的表项中设置相关的权限控制字段,例如设置存取控制字段,用于保护该存储块的读写;若存取控制字段为2位,则可以设置读/写、只读和只执行等存取方式。
物理块是实实在在存在于内存中的:
由于执行频率高,要求效率比较高,需要使用硬件实现。
在系统中设置一个 页表寄存器(PTR) ,其中存放页表在内存的起始地址和页表的长度。平时进程未执行的时候,页表的起始地址和页表长度放在本进程的PCB中。当调度程序调度到某个进程的时候,才将这两个数据装入 页表寄存器 。
变换过程:
快表的变换机构
为了提高地址变换速度,可在地址变换机构中增设一个具有并行查询能力的特殊高速缓冲寄存器,又称为"联想寄存器"或者“快表”。俗称TLB。
快表与页表的功能类似,其实就是将一部分页表存到 CPU 内部的高速缓冲存储器 Cache。CPU 寻址时先到快表查询相应的页表项形成物理地址,如果查询不到,则到内存中查询,并将对应页表项调入到快表中。但,如果快表的存储空间已满,则需要通过算法找到一个暂时不再需要的页表项,将它换出内存。
由于成本的关系,快表不可能做得很大,通常只存放 16~512 个页表项,这对中、小型作业来说,已有可能把全部页表项放在快表中;但对于大型作业而言,则只能将其一部分页表项放入其中。由于对程序和数据的访问往往带有局限性,因此,据统计,从快表中能找到所需页表项的概率可达 90% 以上。这样,由于增加了地址变换机构而造成的速度损失可减少到 10% 以下,达到了可接受的程度。
我们可以采用这样两个方法来解决这一问题:
① 对于页表所需的内存空间,可采用离散分配方式,以解决难以找到一块连续的大内存空间的问题;
② 只将当前需要的部分页表项调入内存,其余的页表项仍驻留在磁盘上,需要时再调入。
二级页表的页表项:
过程:
在采用两级页表结构的情况下,对于正在运行的进程,必须将其外层页表调入内存,而对于内页表则只需调入一页或几页。为了表征某页的页表是否已经调入内存,还应在外层页表项中增设一个状态位 S,其值若为 0,表示该页表分页不在内存中,否则说明其分页已调入内存。进程运行时,地址变换机构根据逻辑地址中的 P1去查找外层页表;若所找到的页表项中的状态位为 0,则产生一个中断信号,请求 OS 将该页表分页调入内存。
多级页表和二级页表类似。多级页表和二级页表是为了节省物理内存空间。使得页表可以在内存中离散存储。(单级页表为了随机访问必须连续存储,如果虚拟内存空间很大,就需要很多页表项,就需要很大的连续内存空间,但是多级页表不需要。)
为什么引入分段存储管理?
引入效果:
它将用户程序的地址空间分为若干个大小不同的的段,每个段可以定义一组完整的信息。
段号表示段名,每个段都从0开始编址,并且采用一段连续的地址空间。
在该地址结构中,允许一个作业最长有64K个段,每个段的最大长度为64KB。
在分段式存储管理系统中,为每一个分段分配一个连续的分区。进程的各个段,可以离散地装入内存中不同的分区中。
作用:实现从逻辑地址到物理内存区的映射。
为了保证程序能够正常运行,就必须能够从物理内存中找出每个逻辑段所对应的位置。为此在系统中会为每一个进程建立一张 段表 。每个段在表中有一个表项,其中记录了该段在内存中的起始地址和段的长度。一般将段表保存在内存中。
在配置了段表之后,执行的过程可以通过查找段表,找到每一个段所对应的内存区。
为了实现进程从逻辑地址到物理地址的变换功能,在系统设置了段表寄存器,用于存放段表的起始地址和段表长度TL。
在进行地址变换时,系统将逻辑地址中的段号与段表长度TL 进行比较。若 S > TL,表示段号太大,是访问越界,于是产生越界中断信号。若未越界,则根据段表的始址和该段的段号,计算出该段对应段表项的位置,从中读出该段在内存的起始地址。然后,再检查段内地址 d 是否超过该段的段长 SL。若超过,即 d>SL,同样发出越界中断信号。若未越界,则将该段的基址 d 与段内地址相加,即可得到要访问的内存。
分页和分段系统相似之处:两者都采用离散分配方式,且都是通过地址映射机构实现地址变换。
但在概念上两者完全不同,主要表现在下述三个方面:
分页系统以页面作为内存分配的基本单位,能有效地提高内存利用率,而分段系统以段作为内存分配的基本单位,它能够更好地满足用户多方面的需要。
段页式地址结构由段号、段内页号及页内地址三部分所组成
段页式系统的基本原理是分段和分页原理的结合,即先将用户程序分成若干个段,再把每个段分成若干个页,并为每一个段赋予一个段名。如下图展示了一个作业地址空间的结构。该作业有三个段:主程序段、子程序段和数据段;页面大小为 4 KB:
在段页式系统中,为了实现从逻辑地址到物理地址的变换,系统中需要同时配置段表和页表。段表的内容与分段系统略有不同,它不再是内存始址和段长,而是页表始址和页表长度。下图展示出了利用段表和页表进行从用户地址空间到物理(内存)空间的映射。
在段页式系统中,为了便于实现地址变换,须配置一个段表寄存器,其中存放段表始址和段长 TL。进行地址变换时,首先利用段号 S,将它与段长 TL 进行比较。若 S < TL,表示未越界,于是利用段表始址和段号来求出该段所对应的段表项在段表中的位置,从中得到该段的页表始址,并利用逻辑地址中的段内页号 P 来获得对应页的页表项位置,从中读出该贝所在的物理块号 b,再利用块号 b 和页内地址来构成物理地址。
在段页式系统中,为了获得一条指令或数据,须三次访问内存。第一次访问是访问内存中的段表,从中取得页表始址;第二次访问是访问内存中的页表,从中取出该页所在的物理块号,并将该块号与页内地址一起形成指令或数据的物理地址;第三次访问才是真正从第二次访问所得的地址中取出指令或数据。
显然,这使访问内存的次数增加了近两倍。为了提高执行速度,在地址变换机构中增设一个高速缓冲寄存器。每次访问它时,都须同时利用段号和页号去检索高速缓存,若找到匹配的表项,便可从中得到相应页的物理块号,用来与页内地址一起形成物理地址:若未找到匹配表项,则仍需第三次访问内存。
参考链接:
❷ 【Linux命令】磁盘管理(逻辑卷与物理卷)
Linux和Windows都采用了MBR的磁盘管理方法,也就是先对一个硬盘进行分区,在对这个一般光盘进行格式化的方法;他们的区别是: Linux系统,是先进行磁盘分区,如果需要使用该分区,将其挂载到对应目录即可;而Windows则是自动将所有分区挂载好 传统的磁盘管理的缺点:不方便进行分区扩充、容易导致文件系统崩溃、不适用于作为生产环境的服务器、拷贝分区的时候要求强制卸载磁盘分区,分区转移时耗费的时间长;
LVM磁盘管理技术 是Linux环境下对磁盘管理的一种技术,是通过一个建立在硬盘和分区之上的逻辑层来提高磁盘分区的灵活性
物理卷(PV):就是真正的物理硬盘或物理分区
卷组(VG):是将多个物理硬盘整合到一起形成的逻辑卷组;也可以视作一块逻辑硬盘
逻辑卷(LV):卷组是一块逻辑硬盘,逻辑硬盘必须分区之后才能使用;逻辑卷可以视作是卷组的逻辑分区
物理扩展(PE):物理扩展是用来保存数据的最小单元
系统首先把物理硬盘合并为卷组;再通过卷组分区;将卷组(逻辑硬盘)分成逻辑分区(逻辑卷)进行使用;
把物理硬盘分成分区,也可以使用一整块的物理硬盘;把物理硬盘分区建立为物理卷(PV)也可以把整块物理硬盘都建立为物理卷;把刚刚划分的物理卷合为卷组(VG)卷组就已经可以动态的调整大小了,最后把卷组划分成逻辑卷,其中逻辑卷也是可以随时划分大小的
pvcreate命令在系统中一般用于创建物理卷;
语法结构
在使用这个命令的时候不要对存放Linux系统的盘符进行进行使用;我们在创建物理卷的时候都是对逻辑分区进行创建的;扩展分区(Extend)不能进行创建物理卷
pvdisplay 命令用于查看当前的分区情况
语法格式以及常用参数:
查看我们刚刚创建的物理卷
pvremove命令常用于删除对应的物理卷
语法结构:
删除我们刚刚创建的物理卷
vgcreate 命令的作用是将一个或多个物理卷整合成一个卷组;在创建卷组之前我们需要保证系统中有足够的除系统存放卷本身的物理卷(使用pvscan查看)需要注意的是,存放Linux的系统物理卷不能被划分到自定义卷组中、 常用参数:-s:设定PE(最小物理存储单元)的大小、-l:最大逻辑卷数量、-p:允许存在的最大物理卷数量
语法结构:
将我们刚刚创建物理卷添加到卷组之中
vgdisplay 这个命令可以用来查看我们创建的卷组; 常见的参数 -s 卷组信息以短格式输出 ;vgdisplay可以查看对应卷组的简短信息,所以相对于pvdisplay用处又大了那么一点
语法格式:
查看刚刚创建的卷组和某一个卷组的信息
同样:vgscan 命令也可以查看当前卷组使用情况的简短信息
vgremove 命令的作用是删除指定的卷组
语法结构:
删除我们刚刚创建的卷组
注意:当删除含有逻辑卷的卷组的时候系统会提示是否删除对应卷组和对应逻辑卷,只有在两个都输入:y之后系统才会删除对应的卷组
lvcreate 命令作用是在一个指定的卷组中创建一块逻辑卷,前提是要求有指定的卷组; 常用参数:-L:规定创建的逻辑卷大小(直接写大小就可以)、-l:通过PE划分逻辑卷的大小(后面接的数字是PE的个数)
语法结构:
在指定的卷组里创建逻辑卷
lvdisplay 命令可用于查看逻辑卷的详细信息,也可以用来查看指定逻辑卷的详细信息 参数:-m:查看对应逻辑卷的挂载信息
语法结构:
检查指定的逻辑卷,并查看指定逻辑卷的挂载信息:
管理逻辑卷大小的常用命令是lvextend 命令和 lvrece 命令分别表示逻辑卷大小的扩充和减少, 其中lvextend命令表示逻辑卷大小扩充,常用参数 -L(指的是扩充的具体大小)、-l(指的是扩充的LE块数量);lvextend命令表示逻辑卷大小的减小,常用参数-L(指的是减小的具体大小)、-l(指的是减小的LE块数量)
语法结构:
对我们指定的两个逻辑卷分别进行容量的增加和减少,并挂载对应的逻辑卷
❸ 简述linux系统中以下目录的主要内容: /home /tmp /etc /bin /sbin /var
linux 常用目录的作用和存放的内容:
/bin 存放使用者最长用的命令,如:cp、ls、cat,等等。
/boot 启动linux时使用的一些核心文件。
/dev 是device(设备)的缩写,这个目录下是所有linux的外围设备。
/etc 这个目录用来存放系统管理所需要的配置文件和子目录。
/home 用户的主目录,比如说有个用户叫wang,那他的目录就是/home/wang也可以用~wang来表示。
/lib 这个目录是存放着系统最基本的动态连接库,几乎所有的应用程序都须用这些共享库。
/lost+found 这个目录平时是空的,当系统不正常关机后,这里就是一些无家可归文件的避难所。
/mnt 这个目录是空的,系统提供这个目录是让用户临时挂接别的文件系统。
/proc 这个目录是一个虚拟目录,它是系统内存映射,我们可以直接通过访问这个目录来获取系统信息。也就是说,这个目录的内容不在硬盘上而是在内存中。
/root 系统管理员(root)的主目录,作为系统的拥有者的特权。
/sbin s就是super user的意义,也就是说这里存放的是系统管理员使用的管理程序。
/tmp 这个目录是存放一些临时文件的地方。
/usr 我们用到的应用程序的文件几乎都存放这个目录下:/usr/X11R6存放X_Window的目录;/usr/bin存放着许多应用程序;/usr /sbin给超级用户使用的一些管理程序就放在这个里面;/usr/include开发和编译应用程序所需的头文件;/usr/lib存放一些常用的动态连接共享库和静态归档案库;/usr/local这是提供给一般用户的/usr目录,在这里安装软件最合适。/usr/man存放帮助文档。/usr /src开放的源代码就存在这个目录下。
/var 这个目录存放那些不断扩充的东西,为了保持usr的相对稳定,那些才、经常被修改的目录可以放在这个目录下,如/var/log日志文件。