Neo's Blog

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操作系统 - 物理内存管理

内存访问

TLB:MMU工作的过程就是查询页表的过程。如果把页表放在内存中查询的时候开销太大,因此为了提高查找效率,专门用一小片访问更快的区域存放地址转换条目。(当页表内容有变化的时候,需要清除TLB,以防止地址映射出错。)

Caches:cpu和内存之间的缓存机制,用于提高访问速率,armv8架构的话上图的caches其实是L2 Cache

内存命中率

假设在 n 次内存访问中,出现命中的次数是 m,那么 m / n * 100% 就表示命中率,这是衡量内存管理程序好坏的一个很重要的指标。

如果物理内存不足了,数据会在主存和磁盘之间频繁交换,命中率很低,性能出现急剧下降,我们称这种现象叫内存颠簸。这时你会发现系统的 swap 空间利用率开始增高, CPU 利用率中 iowait 占比开始增高。

大多数情况下,只要物理内存够用,页命中率不会非常低,不会出现内存颠簸的情况。因为大多数程序都有一个特点,就是局部性

局部性就是说被引用过一次的存储器位置,很可能在后续再被引用多次;而且在该位置附近的其他位置,也很可能会在后续一段时间内被引用。

物理内存管理

物理内存管理

Buddy系统

对于Page级别的内存分配,通过Buddy系统来管理;TCMalloc 也是通过这种方式来管理span。

对于小对象(例如task_struct、mm_struct等)通过SlabAllcator来进行管理分配。这种思路,Memcache会借鉴。

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