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Linux内存管理工作原理:

Linux使用虚拟内存和内存映射来管理内存。每个进程都有独立的虚拟地址空间,通过将虚拟地址映射到物理内存,实现对内存的管理和访问。

虚拟地址空间划分:32位系统中,内核空间占1GB,用户空间占3GB;64位系统中,内核空间和用户空间分别占用了128TB。

内存映射:通过页表将虚拟地址映射到物理地址。每个进程有自己的页表,存储在CPU的内存管理单元(MMU)中,实现快速地址转换。

缺页异常:当进程访问的虚拟地址在页表中找不到对应的物理地址时,触发缺页异常。系统分配物理内存并更新页表,实现地址映射。

多级页表和HugePage:为减少页表项数量和访问时间,Linux采用多级页表和HugePage机制。多级页表通过层次结构减小页表大小,HugePage将多个物理页合并为一个大页面。

通过虚拟内存和内存映射,Linux实现高效的内存管理。进程拥有独立的虚拟地址空间,只分配实际使用的物理内存。这提高了系统的灵活性、效率和安全性。

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