目錄
1、物理內(nèi)存的主要問題？
2、Linux段頁式存儲中的頁表
3、進程訪問內(nèi)存基本流程
4、進程訪問虛擬地址時如何確認是否有頁？
5、缺頁異常是什么？如何處理？
6、page分頁的策略與page status
7、swaping和paging的區(qū)別與聯(lián)系
8、overcommit 和OOM killer

1、物理內(nèi)存：

1）多個進程時，每個進程都給4G物理內(nèi)存，分配完了只能等待；
2）進程直接訪問物理內(nèi)存，可修改其他進程的數(shù)據(jù)/內(nèi)核地址數(shù)據(jù)；
3）內(nèi)存隨機分配，容易出現(xiàn)錯誤。

2、頁表共三個部分組成：

此處討論兩級頁表：
線性地址
CR3 -- 頁目錄表（包含目錄項） -- 頁表 （ 包含頁表項）
物理地址
（頁表項）--頁面

3、內(nèi)存訪問：

進程 -- 內(nèi)存 -- 虛擬地址 -- 物理內(nèi)存 -- 物理地址

4、根據(jù)線性地址中的偏移量決定

偏移量占低12位，第0位是存在位，P=1表示頁表項指向的該頁在內(nèi)存中，如果P=0，表示該頁不在內(nèi)存中。

5、缺頁異常：

頁表中對應(yīng)的數(shù)據(jù)不在物理內(nèi)存中。
處理：
把進程需要的數(shù)據(jù)從磁盤上緩存到物理內(nèi)存中。內(nèi)核調(diào)用頁面異常處理程序：
通過“頁面置換算法”，找一個目標(biāo)覆蓋頁，將該頁內(nèi)容寫到磁盤中，將進程所需數(shù)據(jù)緩存到物理頁上，有效位變?yōu)?。

6、page status共四種：

1）已分配內(nèi)存，未mapping（minor page fault）

free中的shared buffer作為虛擬地址中的一部分，當(dāng)虛擬地址沒有完全mapping到物理內(nèi)存，虛擬地址不夠用的時候，會引發(fā)soft（minor） page fault，需要等一小會兒完全mapping 了才行。

2）未分配物理內(nèi)存（major page fault）。

3）已分配物理內(nèi)存并已經(jīng)mapping。

這是正常類型的page

4）已經(jīng)分配物理內(nèi)存已經(jīng)mapping，但被swap out了。

這種情況下是物理內(nèi)存不夠用了，整個程序都被swap出去了。

進程的working set是指當(dāng)前在物理內(nèi)存中，屬于該進程的pages組成的集合。
shrink working set指的是進程運行過程中縮小working set
page分為free page和dirty page，swap指的是將dirty page寫到交換分區(qū)去。
OOM是指系統(tǒng)已經(jīng)沒有足夠的內(nèi)存給進程使用，即能free的都已經(jīng)free了，能swap out的也已經(jīng)swap out了，再也不能擠出物理內(nèi)存的情況。

page的四種交換策略：

需要時才交換；

系統(tǒng)空閑時交換；

換出但不立即釋放；

把頁面換出推遲到不能再推遲為止。

7、swapping針對程序，paging針對頁面

swapping指的整個進程，在物理內(nèi)存和磁盤間swap in/swap out
tips：swap的數(shù)據(jù)kernel還是知道，因為metadata還在內(nèi)核內(nèi)存中。
進程中的線程結(jié)構(gòu)，堆，棧必須被swap。
paging指的物理內(nèi)存不夠用時程序中的頁面移入/移出磁盤

8、overcommit和OOM killer

linux虛擬內(nèi)存的分配一般是“請求多少分配多少”，然而分配后不會完全映射到物理內(nèi)存上，比如請求4M內(nèi)存，內(nèi)存僅有1M也答應(yīng)；因為通常不一定會用到4M；
但也會有真的不夠用的情況，類似銀行的“擠兌危機”。這時候就需要有相應(yīng)機制來處理，這就是OOM。當(dāng)物理內(nèi)存不夠用，磁盤該swap out的也swap out了，這時候就會出現(xiàn)OOM（out-of-memory），于是內(nèi)核調(diào)用OOM killer將一些進程kill以釋放內(nèi)存。

overcommit setting文件：

/proc/sys/vm/overcommit_memory

OOM配置文件：

/proc/1/oom_score_adj