Linux 内核内存管理：虚拟地址空间、伙伴系统和块分配器

news2026/4/27 4:04:53

Linux 内核架构Linux 内核架构可以分为以下几个主要组件进程调度器负责管理进程的执行决定哪个进程可以运行以及运行多长时间。内存管理单元 (MMU)负责管理虚拟内存允许进程使用比物理内存更多的内存。虚拟文件系统 (VFS)提供了一个统一的接口来访问不同的文件系统。网络堆栈负责处理网络通信。设备驱动程序为硬件设备提供接口。Linux 内核架构还包括以下几个重要的概念系统调用允许用户空间程序请求内核服务。中断当发生硬件事件时通知内核。同步原语允许内核中的不同部分安全地共享数据。Linux 内核是一个复杂而强大的系统它提供了对计算机硬件的低级访问以及对各种服务和功能的支持。它也是 Linux 操作系统和其他基于 Linux 的操作系统的基础。二、虚拟内存地址空间布局2.1、用户空间应用程序使用 malloc()申请内存使用 free()释放内存malloc()/free() 是 glibc 库的内存分配器 ptmalloc 提供的接口ptmalloc 使用系统调用 brk/mmap 向内核以页为单位申请内存然后划分成小内存块分配给用户应用程序。2.2、内核空间内核空间的基本功能虚拟内存管理负责从进程的虚拟地址空间分配虚拟页sys_brk 用来扩大或收缩堆sys_mmap 用来在内存映射区域分配虚拟页 sys_munmap 用来释放虚拟页。页分配器负责分配物理页当前使用的页分配器是伙伴分配器。内核空间提供把页划分成小内存块分配的块分配器提供分配内存的接口 kmalloc()和释放内存接口 kfree()。块分配器SLAB/SLUB/SLOB。

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