linux内存布局

❶ linux用户空间内存分配原则

在用户空间中动态申请内存的函数为malloc ()，这个函数在各种操作系统上的使用都是一致的，malloc ()申请的内存的释放函数为free()。对于Linux而言，C库的malloc ()函数一般通过brk ()和mmap ()两个系统调用从内核申请内存。由于用户空间C库的malloc算法实际上具备一个二次管理能力，所以并不是每次申请和释放内存都一定伴随着对内核的系统调用。如，应用程序可以从内核拿到内存后，立即调用free()，由于free()之前调用了mallopt(M_TRIM_THRESHOLD，一1）和mallopt (M_MMAP_MAX，0)，这个free ()并不会把内存还给内核，而只是还给了C库的分配算法（内存仍然属于这个进程)，因此之后所有的动态内存申请和释放都在用户态下进行。另外，Linux内核总是采用按需调页（Demand Paging)，因此当malloc ()返回的时候，虽然是成功返回，但是内核并没有真正给这个进程内存，这个时候如果去读申请的内存，内容全部是0，这个页面的映射是只读的。只有当写到某个页面的时候，内核才在页错误后，真正把这个页面给这个进程。在Linux内核空间中申请内存涉及的函数主要包括kmalloc( ) 、get free pages ( )和vmalloc ()等。kmalloc ()和_get_free pages ()(及其类似函数）申请的内存位于DMA和常规区域的映射区，而且在物理上也是连续的，它们与真实的物理地址只有一个固定的偏移，因此存在较简单的转换关系。而vmalloc()在虚拟内存空间给出一块连续的内存区，实质上，这片连续的虚拟内存在物理内存中并不一定连续，而vmalloc (）申请的虚拟内存和物理内存之间也没有简单的换算关系。

❷ linux如何分配大内存

下面是哥去考RHCSA时做的笔记
创建交换分区
eg：应用程序-系统工具-磁盘实用工具-创建分区-类型-交换 分区
mkswap /dev/ha*
free 看到总交换分区的大小
swapon /dev/ha* 开启交换分区
free 查看总分区大小是否多了
swapon -s 查看swap分区
Vim /etc/fstab
/dev/ha* swap swap defaults 0 0
有必要的话，可以重启查看一下

❸ linux下查看内存地址空间的分配

cat /proc/iomem

这个可以查看，但不太详细！

cat /proc/interrupts 是中断向量。

❹ linux下怎么设置内存对齐

内存对齐是有规则的：
a. 基本类型：所有的基本类型都有相应的对齐参数，编译器在编译时，会用全局的对齐参数和当前类型的对齐参数中较小的一个进行对齐。比如，编译时指定按8bytes对齐(用#pragma pack(8)实现之)，可是由于一个char变量的大小为一个byte，所以最后还是按1byte对齐。

b. 复合类型：复合类型的对齐原则，就是取其成员变量数据类型的字节数的最大者和在编译时指定的对齐数两者之间较小的字节数进行对齐。如果没有用诸如#pragma pack指定全局对齐数，则该复合类型的对齐数就是其成员变量数据类型字节数之最大者。

❺ linux下有没有可以查看类对象的内存布局的

这个要用调试器来查看吧，调试器能够查看当前调试程序的内存空间，在调试器中定位到一个内存地址，再结合实际代码就可以查看内存布局，当然，类对象的内存空间也一目了然，查看函数的调用栈都是可以的。

❻ 浅谈结构体及linux下内存分配原则

浅谈结构体及linux下内存分配原则结构体在程序中的应用是很广泛的，要处理的问题越复杂，数据量越多月杂，就越需要用到结构体。比如网络，内核，驱动等等。熟练使用结构体对每个程序员都是至关重要的。一个好的结构体不仅能使程序体系结构清晰，而且使得操作灵活，可扩展性强。linux网络之所以很强大，这和它里设计合理的数据结构有很大关系。
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结构体定义：[cpp]<span
style=font-size:18px;>struct
a{
int
xx:4;
int
yy:4;
};</span>
结构体初始化：方式一：[cpp]<span
style=font-size:18px;>struct
a
aa
={
xx:2,
yy:3
};</span>
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方式二：[cpp]<span
style=font-size:18px;>struct
a
cc
={
.xx=6,
.yy=1,
};</span>
方式三：[cpp]<span
style=font-size:18px;>struct
a
dd={4,2};</span>
在定义中，可以限制变量的位的作用域，比如上面的：int
xx：4;这表明xx的有效域只有4位，也就是能给他赋值的最大值为15，如果超过这个值，编译器就会报错：warning:
overflow
in
implicit
constant
conversion。在这里如果你给xx赋值为15，如：[cpp]<span
style=font-size:18px;>struct
a
cc
={
.xx=15,
.yy=1,
};</span>
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然后输出：[cpp]<span
style=font-size:18px;>printf(cc.xx
=
%d/n,cc.xx);</span>
结果会是：-1因为这里定义的xx为int
型，15的二进制位1111，最高位为1，表示为负数，所以取反加1后为0001。所以是-1。这种位域操作的好处是当你不需要用到你定义的类型的长度时，可以加位域操作以节省内存空间。引出的其他问题这里用sizeof(struct
a)得到的是4，如果不加位域限制则是8，至于为什么是4呢？4bit+4bit应该刚好是1byte啊，应该是1才对啊。这是因为我是在linux下编译执行的，而在linux对内存分配最小值为类型值的一半。（我在linux下做了实验）如下我定义了一个结构体：[cpp]<span
style=font-size:18px;>struct
a{
short
int
xx:2;
short
int
yy:2;
}bb;</span>
如上，我定义二个short
int类型值，short
int在32位linux下为2字节，这里二个相加不足一字节，但是输出sizeof(struct
a)的值为2。不足一字节系统自动补满一字节。[html]<span
style=font-size:18px;>struct
a{
short
int
xx:9;
short
int
yy:2;
}bb;</span>
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这个输出也是2。xx超过一字节，但是9+2=11，还没有超过16（2字节），我猜系统将xx超过的那1bit分到了yy那1bit里面了。[cpp]<span
style=font-size:18px;>struct
a{
short
int
xx:9;
short
int
yy:9;
}bb;</span>
这个输出是4。9+9=18，超过了16，系统各分配了2字节给xx和yy。作者
linuxblack125125

❼ LINUX内存机制是什么

Linux 内存机制

Linux支持虚拟内存(Virtual Mmemory)，虚拟内存是指使用磁盘当作RAM的扩展，这样可用的内存的大小就相应地增大了。内核会将暂时不用的内存块的内容写到硬盘上，这样一来，这块内存就可用于其它目的。当需要用到原始的内容时，它们被重新读入内存。这些操作对用户来说是完全透明的;Linux下运行的程序只是看到有大量的内存可供使用而并没有注意到时不时它们的一部分是驻留在硬盘上的。当然，读写硬盘要比直接使用真实内存慢得多(要慢数千倍)，所以程序就不会象一直在内存中运行的那样快。用作虚拟内存的硬盘部分被称为交换空间(Swap Space)。

一般，在交换空间中的页面首先被换入内存;如果此时没有足够的物理内存来容纳它们又将被交换出来(到其他的交换空间中)。如果没有足够的虚拟内存来容纳所有这些页面，Linux就会波动而不正常;但经过一段较长的时间Linux会恢复，但此时系统已不可用了。
有时，尽管有许多的空闲内存，仍然会有许多的交换空间正被使用。这种情况是有可能发生的，例如如果在某一时刻有进行交换的必要，但后来一个占用很多物理内存的大进程结束并释放内存时。被交换出的数据并不会自动地交换进内存，除非有这个需要时。此时物理内存会在一段时间内保持空闲状态。对此并没有什么可担心的，但是知道了是怎么一回事，也就无所谓了。
许多操作系统使用了虚拟内存的方法。因为它们仅在运行时才需要交换空间，以解决不会在同一时间使用交换空间，因此，除了当前正在运行的操作系统的交换空间，其它的就是一种浪费。所以让它们共享一个交换空间将会更有效率。
注意：如果会有几个人同时使用这个系统，他们都将消耗内存。然而，如果两个人同时运行一个程序，内存消耗的总量并不是翻倍，因为代码页以及共享的库只存在一份。

Linux系统常常动不动就使用交换空间，以保持尽可能多的空闲物理内存。即使并没有什么事情需要内存，Linux也会交换出暂时不用的内存页面。这可以避免等待交换所需的时间：当磁盘闲着，就可以提前做好交换。可以将交换空间分散在几个硬盘之上。针对相关磁盘的速度以及对磁盘的访问模式，这样做可以提高性能。

与访问物理内存相比，磁盘的读写是很慢的。另外，在相应较短的时间内多次读磁盘同样的部分也是常有的事。例如，某人也许首先阅读了一段E-mail消息，然后为了答复又将这段消息读入编辑器中，然后又在将这个消息拷贝到文件夹中时，使得邮件程序又一次读入它。或者考虑一下在一个有着许多用户的系统中 ls命令会被使用多少次。通过将信息从磁盘上仅读入一次并将其存于内存中，除了第一次读以外，可以加快所有其它读的速度。这叫作磁盘缓冲(Disk Buffering)，被用作此目的的内存称为高速缓冲(Buffer Cache)。但是，由于内存是一种有限而又不充足的资源，高速缓冲不可能做的很大(它不可能包容要用到的所有数据)。当缓冲充满了数据时，其中最长时间不用的数据将被舍弃以腾出内存空间用于新的数据。

对写磁盘操作来说磁盘缓冲技术同样有效。一方面，被写入磁盘的数据常常会很快地又被读出(例如，原代码文件被保存到一个文件中，又被编译器读入)，所以将要被写的数据放入缓冲中是个好主意。另一方面，通过将数据放入缓冲中，而不是将其立刻写入磁盘，程序可以加快运行的速度。以后，写的操作可以在后台完成，而不会拖延程序的执行。

大多数操作系统都有高速缓冲(尽管可能称呼不同)，但是并不是都遵守上面的原理。有些是直接写(Write-Through)：数据将被立刻写入磁盘(当然，数据也被放入缓存中)。如果写操作是在以后做的，那么该缓存被称为后台写(Write-Back)。后台写比直接写更有效，但也容易出错：如果机器崩溃，或者突然掉电，缓冲中改变过的数据就被丢失了。如果仍未被写入的数据含有重要的薄记信息，这甚至可能意味着文件系统(如果有的话)已不完整。
针对以上的原因，出现了很多的日志文件系统，数据在缓冲区修改后，同时会被文件系统记录修改信息，这样即使此时系统掉电，系统重启后会首先从日志记录中恢复数据，保证数据不丢失。当然这些问题不再本文的叙述范围。
由于上述原因，在使用适当的关闭过程之前，绝对不要关掉电源，Sync命令倾空(Flushes)缓冲，也即，强迫所有未被写的数据写入磁盘，可用以确定所有的写操作都已完成。在传统的UNIX系统中，有一个叫做update的程序运行于后台，每隔30秒做一次sync操作，因此通常无需手工使用sync命令了。Linux另外有一个后台程序，Bdflush，这个程序执行更频繁的但不是全面的同步操作，以避免有时sync的大量磁盘I/O操作所带来的磁盘的突然冻结。
在Linux中，Bdflush是由update启动的。通常没有理由来担心此事，但如果由于某些原因bdflush进程死掉了，内核会对此作出警告，此时你就要手工地启动它了(/sbin/update)。

缓存(Cache)实际并不是缓冲文件的，而是缓冲块的，块是磁盘I/O操作的最小单元(在Linux中，它们通常是1KB)。这样，目录、超级块、其它文件系统的薄记数据以及非文件系统的磁盘数据都可以被缓冲了。缓冲的效力主要是由它的大小决定的。缓冲太小的话等于没用。它只能容纳一点数据，因此在被重用时，所有缓冲的数据都将被倾空。实际的大小依赖于数据读写的频次、相同数据被访问的频率。只有用实验的方法才能知道。
如果缓存有固定的大小，那么缓存太大了也不好，因为这会使得空闲的内存太小而导致进行交换操作(这同样是慢的)。为了最有效地使用实际内存，Linux自动地使用所有空闲的内存作为高速缓冲，当程序需要更多的内存时，它也会自动地减小缓冲的大小。

这就是一般情况下Linux内存的一般机制，真正的Linux内存的运行机制远远比这个复杂。

❽ Linux系统启动之后，物理内存的布局是怎么样的

2.6版的32位内核以后，内核起始物理地址应该是0x100000，也就是前面有1MB的空间。
0x0开始的第一页是给bios用的。后面一部分映射了显卡rom之类的东西。

❾ linux采用什么方法实现内存的分配和释放

Linux 采用 Buddy 算法有效分配和释放物理页块。
linux系统内存管理的特点linux的进程结束后，它占用的资源全部释放，但是内存仅仅是设置了标志，标志了这部分内存已经不再使用，可以被重新分配的。当进程需要内存时，linux系统首先从空闲内存中查找分配，空闲内存不足时就会使用不再使用的内存；另外，如果你的程序又一次运行，系统直接使用内存中
的数据，不再从文件系统读组，提高了效率。这样一来，linux的系统使用律会很高，服务器的在98%以上；这样做的目的是：linux认为内存是最宝贵
的资源，充分利用，不能让他空闲