图解Linux内存管理_整体架构

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大家好，这里是物联网心球。

前面我们学习了很多Linux内存方面的知识，如虚拟地址空间，进程空间，内存映射，页表机制等，然而为什么我们对Linux内存管理还是似懂非懂呢？原因在于我们缺乏对物理内存的了解，由于缺乏物理内存管理相关的知识，我们对内存管理没有形成体系。

本文我们将以一种创新的方式来学习Linux内存管理，基于物理地址来学习。

1. UMA和NUMA架构：

UMA（Uniform Memory Access）和NUMA（Non-Uniform Memory Access）是两种不同的内存访问架构。

1.1 UMA架构：

UMA是一种对称多处理（SMP）系统的内存访问架构，所有处理器对内存的访问具有相同的延迟。

在UMA系统中，所有处理器共享同一总线或交叉点，可以直接访问共享内存。

1.2 NUMA架构：

NUMA是一种非对称多处理（NUMA）系统的内存访问架构，不同处理器对内存的访问延迟可能不同。

在NUMA系统中，每个处理器都有自己的本地内存和本地内存控制器。

小节：

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2. 物理内存管理：

我们围绕物理地址来理解物理内存，物理内存管理其实是对物理地址的管理。

2.1 物理地址：

物理地址是物理内存中每个字节的身份信息，我们要对物理内存进行读写必须要知道物理地址。

2.2 page有什么用？：

页机制的核心是页（page），page为物理内存管理的最小单位。

2.3 page，PFN，物理地址之间的关系？：

PFN和物理地址相互转换，page和PFN相互转换需要结合内存模型讨论，page和物理地址转换需要借助PFN完成。

3. 三种内存模型：

Linux内存模型分为平坦内存模型，非连续内存模型，稀疏内存模型。

3.1 平坦内存模型：

平坦内存模型是指在Linux操作系统中，物理内存被视为一个连续的、线性的地址空间。

3.2 非连续内存模型：

不连续内存模型是指内存空间被分割成多个不连续的区域。

3.3 稀疏内存模型：

稀疏内存模型是一种用于管理大容量内存的机制，它允许系统在物理内存不连续的情况下有效地使用内存空间。

4. 总结：

Linux内存管理非常复杂，我们要掌握Linux内存管理，首先得了解页机制，通过页机制了解页，PFN，物理地址之间的关系，有了这个基础，我们再去学习Linux内存管理，我们的思路才会清晰。