Linux下的存储管理6Linux下的存储管理杨伟，刘强，顾新（西安电子科技大学，陕西西安710171）摘要内存管理单元作为操作系统的核心部分,在整个系统的运行过程中发挥着举足轻重的作用。Linux在其发展过程中不断的在完善和优化内存管理单元的功能和性能。本文总结了Linux2.4内核中存储管理子系统的总体框架，重点介绍存储管理子系统中各个模块的基本特点以及它们之间的联系，深入分析了内存管理的实现技术，对Linux2.4内核中存储管理中的重要的算法、数据结构做了相应的分析描述。关键字Linux；存储管理；虚拟内存TP3151引言Linux是一个遵循POSIX（PortableOperatingSystemInterface）标准的操作系统，它继承了UNIX系统优秀的设计思想，拥有简练、容错强、高效而且稳定的内核。此外Linux还具备其他操作系统所不能比拟的优点。①：完全免费；②：内核源代码完全公开。Linux2.4内核拥有一个功能完备的内存管理子系统,它增加了对NUMA（非均匀存储结构）体系结构的支持并且使用了基于区(ZONE)的物理内存管理方法,从而保持了物理上连续分布、而逻辑上统一的内存模式和传统的共享内存编程模型,使得系统的性能得以极大的扩展。这样Linux不仅能够满足传统的桌面应用，而且还能满足高端服---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---务器市场的需要。目前，Linux不仅在Internet服务器上表现出色，而且还可以胜任大型数据库系统的服务器。2Linux存储管理的基本框架Linux内核采用虚拟页式存储管理，采用三次映射机制实现从线性地址到物理地址的映射。具体的映射方式如图1所示。其中PGD为页面目录，PMD为中间目录，PT为页面表。具体的映射过程为：（1）从CR3寄存器中找到PGD基地址；（2）以线性地址的最高位段为下标，在PGD中找到指向PMD的指针；图1三层映射示意图（3）以线性地址的次位段为下标，在PMD中找到指向PT的指针；（4）同理，在PT中找到指向页面的指针；（5）线性地址的最后位段，为在此页中的偏移量，这样就完成了从线性地址到物理地址的映射过程。32位的微机平台如Intel的X86采用段页式的两层映射机制，而64位的微处理器采用三级分页。对于传统的32位平台，Linux采用让PMD(中间目录)全0来消除中间目录域，这样就把Linux逻辑上的三层映射模型落实到X86结构物理上的二层映射，从而保证了Linux对多种硬件平台的支持。3Linux对虚拟内存的管理虚拟内存不仅可以解决内存容量的问题，还可以提供以下附加的功能：大地址空间；进程保护；内存映射；灵活的物理内存分配；共享虚拟内存。Linux对虚拟内存的管理以进程为基础。32位的线性地址映射的4GB的虚拟空间中，从0XC0000000到0XFFFFFFFF的1GB空间为所用进程共享的内核空间，每个进程都有自己的3GB用户电子科技2005年第9期（总第192期）6Linux下的存储管理杨伟，刘强，顾新（西安电子科技大学，---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---陕西西安710171）摘要内存管理单元作为操作系统的核心部分,在整个系统的运行过程中发挥着举足轻重的作用。Linux在其发展过程中不断的在完善和优化内存管理单元的功能和性能。本文总结了Linux2.4内核中存储管理子系统的总体框架，重点介绍存储管理子系统中各个模块的基本特点以及它们之间的联系，深入分析了内存管理的实现技术，对Linux2.4内核中存储管理中的重要的算法、数据结构做了相应的分析描述。关键字Linux；存储管理；虚拟内存TP3151引言Linux是一个遵循POSIX（PortableOperatingSystemInterface）标准的操作系统，它继承了UNIX系统优秀的设计思想，拥有简练、容错强、高效而且稳定的内核。此外Linux还具备其他操作系统所不能比拟的优点。①：完全免费；②：内核源代码完全公开。Linux2.4内核拥有一个功能完备的内存管理子系统,它增加了对NUMA（非均匀存储结构）体系结构的支持并且使用了基于区(ZONE)的物理内存管理方法,从而保持了物理上连续分布、而逻辑上统一的内存模式和传统的共享内存编程模型,使得系统的性能得以极大的扩展。这样Linux不仅能够满足传统的桌面应用，而且还能满足高端服务器市场的需要。目前，Linux不仅...