Linux内存管理学习笔记--概述

摘要： 随着要维护的服务器增多，遇到的各种稀奇古怪的问题也会增多，要想彻底解决这些“小”问题往往需要更深的Linux方面的知识。越专业、分工越细的工程师，在这方面的要求也就越高。这次，对MySQL Swap的问题的探索过程，就一不小心掉进了Linux Memory Managemant（Linux MM）的研究中去了，爬了很久才出来，这里做一个系列笔记。

随着要维护的服务器增多，遇到的各种稀奇古怪的问题也会增多，要想彻底解决这些“小”问题往往需要更深的Linux方面的知识。越专业、分工越细的工程师，在这方面的要求也就越高。这次，对MySQL Swap的问题的探索过程，就一不小心掉进了Linux Memory Managemant（Linux MM）的研究中去了，爬了很久才出来，这里做一个系列笔记。

笔记中很多内容都是参考《Understanding the Linux Kernel, 3rd Edition》、Linux Source Code等地方，自己再做了一些总结，觉得有意义的总结这里记录一下，供参考。

1. 写在前面
Linux MM是一个比较猥琐的体系，虽然理论不太多，但是细节非常多。要从底层物理内存管理到上层虚拟内存管理整个关节打通，一方面需要较多底层架构知识、还需要很深的Linux知识。既然是学习笔记，先说一下我的学习资料：

1. Linux Memory Management David A Rusling 这本书很老了，当时的Kernel还是2.0.33版本的；这本书的优点在于抽象得很到位，把Linux_MM的基本模块、思想都通俗易懂的介绍了一遍。这也是kernel-docs.txt中推荐的读物之一；

2. 《Understanding the Linux Kernel, 3rd Edition》中的第二、八、十七章 这是基于2.6内核，非常有参考价值，介绍得非常细致，可以结合内核的源代码一起来看。

3. Linux Source Code 只看了几个自己关心的函数，没那么难:)

我不是计算机科班出身，体系结构的基础比较差，所以刚开始入门的时间相对较长，前后大概历时一个月，实际伏案时间约50小时，而这也只是一个开始

2. 基本框架


上面是一幅简图，后面会分别介绍，Kernel如何使用内存、Kernel如何管理分配内存、用户空间的内存管理。对于其中的一些细节则会单独介绍，例如大页内存，内存回收算等等。

2. Linux启动与内存管理
开机的第一个过程是BIOS自检，BIOS使用0x00000000到0x10000（1MB）内存，这1MB内存包括了自检程序、自检结果、还留一部分给显示设备使用；自检完成后，开始载入Linux内核，Linux从1MB开始使用物理内存，一般5MB就足够了，在内核的符号信息中可以看到，Linux内核从_text开始，_edata处结束

$more /boot/System.map-2.6.9-55.ELsmp|grep "\ _text$\|_etext$\| _edata$\| _end$"
ffffffff80100000 A _text
ffffffff80310399 A _etext
ffffffff80456aa8 A _edata
简图：



这里不涉及x86架构下的分页、分段细节，后面会单独介绍之。

这一篇很简单，是一个开始:)

【update 2011-03-29】

在64位系统中，Linux(2.6.18)从2MB开始使用物理内存。(32位系统，仍然是从1MB开始)

file: ./arch/x86_64/defconfig
CONFIG_PHYSICAL_START=0x200000
//This gives the physical address where the kernel is loaded