linux内存管理（详解）

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对于熟悉CRUD操作的开发者来说，内存管理看似遥远，但其实它是基础中的基础，犹如武侠世界的内功修炼，虽不显而易见，但对后续开发工作至关重要，能提升你的技术高度。

本文主要讲解Linux内存管理，通过实例和比喻来帮助理解。首先，Linux通过虚拟内存管理技术，为每个进程分配4GB独立的虚拟地址空间，就像网盘空间，看似大，其实是在需要时动态分配实际内存。

虚拟地址空间分为用户空间和内核空间，用户空间是3GB，内核空间管理高端内存。内存区域按访问属性划分，如代码段、数据段等。内存分配和物理地址映射通过MMU进行，内核将物理内存划分为DMA、普通和高端三个管理区。

用户进程只能访问用户空间，内核空间只有在特定情况下才能访问。进程中的内存区域如堆和栈，通过不同的内存区域管理策略确保高效使用。理解这些后，你可以用size命令查看程序的内存区域分布。

内核空间利用1GB的高端地址空间，划分为直接映射区和高端内存线性地址空间，以适应现代硬件。动态内存映射通过vmalloc进行，而固定映射区服务于特定用途。

总结内存管理的核心，它涉及内存数据结构的设计，如vm_area_struct用于用户空间，vm_struct用于内核空间。Linux通过分页和伙伴分配算法，如Buddy系统，解决物理内存碎片问题。slab分配器在此基础上提供小对象缓存，提升内存分配效率。

最后，虚拟内存的分配方式，如malloc和kmalloc/vmalloc，各有其应用场景和解决的问题。理解这些，你将对Linux内存管理有更深入的认识。但要深入学习，更多的细节需要通过书籍和实践来掌握。