Linux 内存管理

1 页的概念

linux 内核中把物理页作为内存分配的最小单位，32位CPU 页的大小通常为4K，64位的CPU通常支持8K的也。内存管理单元MMU 同样以页为大小分配内存。

2 内核虚拟地址分区和物理内存分区

在32位内核中，内核虚拟地址空间为0-4G，其中用户态为1-3G空间，内核态为3G-4G，内核空间根据物理地址的特性大概可以分为三个区：

下面的图描述了内核地址空间和物理内存的映射关系：

程序在内存中的地址

==图片来源于网络==

6.2 sbrk 系统调用 和 “program break" (程序间断点)

程序间断点在最开始指向堆区的起始位置，同时也是数据段的结尾。 malloc 分配内存后，指向分配的内存开始的位置。

linux 系统上malloc 的实现基于sbrk 系统调用。

p1 = sbrk(0);               //sbrk(0)返回当前的程序间断点
p = sbrk(1)                 //将堆区的大小加1，但是返回的是p1的位置

参考
如何实现一个malloc

内存的页映射

malloc 调用后，只是分配了内存的逻辑地址，在内核的mm_struct 链表中插入vm_area_struct结构体，没有分配实际的内存。当分配的区域写入数据是，引发页中断，建立物理页和逻辑地址的映射。下图表示了这个过程。

物理页的分配过程

在Android 上通过procrank 查看 Vss 和 Rss， Rss 总是小于Vss 就是这个原因。

generic_x86_64:/ # procrank
 PID       Vss      Rss      Pss      Uss  cmdline
1509  1077592K  117132K   66232K   57296K  system_server
1237   901952K   66596K   56300K   52884K  zygote
1623  1061168K   98892K   50847K   44164K  com.android.systemui
1236   916248K   78992K   29529K   20532K  zygote64
1780  1020240K   63484K   20138K   15684K  com.android.phone
2004  1014992K   66748K   20112K   14748K  com.android.launcher3

字段	含义
VSS	Virtual Set Size 虚拟耗用内存（包含共享库占用的内存）
RSS	Resident Set Size 实际使用物理内存（包含共享库占用的内存）
PSS	Proportional Set Size 实际使用的物理内存（比例分配共享库占用的内存）
USS	Unique Set Size 进程独自占用的物理内存（不包含共享库占用的内存）

一般来说内存占用大小有如下规律：VSS >= RSS >= PSS >= USS
参考：
How the Kernel Manages Your Memory

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