# 虚拟内存空间 终于又要开新的一章了，这次我们来聊聊内存相关但又相对独立的一块 -- 虚拟内存空间。 从我现在的角度去看，内核中的内存管理可以分成两个重要的部分： * 物理内存分配回收 * 虚拟内存空间管理 其中第一部分在[自底而上话内存](https://richardweiyang-2.gitbook.io/kernel-exploring/nei-cun-guan-li/00-memory_a_bottom_up_view)一章中做了描述，第二部分将在这章展开。 其实这两部分并不是完全分割的，而是你中有我，我中有你。只是在一定层次上看，第一部分的内容已经相对完整可以自成一个体系了。 虽然在本章中将紧密得引用第一部分的内容，尤其是struct page，但是我们还是可以尽量将本章分成一下几个部分来描述。 * 页表 * vma * 反向映射 * mapcount * THP ## 页表 可以说虚拟内存空间的物理根本就是页表了，所以开篇的头一个小节我们来看看页表的样子，以及页表构造和释放的过程。 [页表和缺页中断](https://richardweiyang-2.gitbook.io/kernel-exploring/nei-cun-guan-li/00-index/03-page_table_fault) ## vma 除了有硬件上的页表做虚拟空间的映射，在软件上也有对应的数据结构来区分虚拟地址空间的属性，而这个数据结构就是: [虚拟地址空间的管家--vma](https://richardweiyang-2.gitbook.io/kernel-exploring/nei-cun-guan-li/00-index/05-vma) PS: 在引入maple tree之前的[版本](https://richardweiyang-2.gitbook.io/kernel-exploring/nei-cun-guan-li/00-index/deprecate-vma) ## 反向映射 反向映射是用来搜索对于某一个内存页，都有哪些进程在使用。其中分成了匿名页和文件页。 反向映射的架构也是经历了一番周折才定型为现在的样子。首先我们来说说[匿名反向映射的前世今生](https://richardweiyang-2.gitbook.io/kernel-exploring/nei-cun-guan-li/00-index/19-rmap/01-anon_rmap_history) 了解了历史后，我们深入学习一下现状 [图解匿名反向映射](https://richardweiyang-2.gitbook.io/kernel-exploring/nei-cun-guan-li/00-index/19-rmap/01-anon_rmap_history/06-anon_rmap_usage) ## mapcount 看了上文后，大家一定对反向映射有了概念性的认识。但是你一定想不到在学习反向映射的过程中有一个非常繁琐的内容 -- mapcount。 从概念上看这个值的含义是表示当前页映射到页表的个数，案例是比较好理解的。但是当这个数遇到了透明大页(THP)后就产生了各种纠缠不清的恩恩怨怨。在[THP和mapcount之间的恩恩怨怨](https://richardweiyang-2.gitbook.io/kernel-exploring/nei-cun-guan-li/00-index/02-thp_mapcount)文章中，我将给大家尝试理清楚这中间的是是非非。 最后我们尝试全面了解一下page结构中，跟踪作为进程内存被页表映射的各种情况[page mapcount](https://richardweiyang-2.gitbook.io/kernel-exploring/nei-cun-guan-li/00-index/02-thp_mapcount/09-mapcount)。 ## THP 透明大页(THP)是一种能够加速页表查询的方法。很有意思，在这里简要说一下我的理解。 [透明大页的玄机](https://richardweiyang-2.gitbook.io/kernel-exploring/nei-cun-guan-li/00-index/04-thp) ## NUMA策略 当系统中存在多个numa节点时，内存从哪个numa节点上分配就变得有些重要了。因为这会影响到系统运行的性能。 内核中为了应对这个问题，提出了[NUMA策略](https://richardweiyang-2.gitbook.io/kernel-exploring/nei-cun-guan-li/00-index/07-mempolicy) 同时为了保持进程迁移过程中内存策略的一致，内核还提供了[numa balance](https://richardweiyang-2.gitbook.io/kernel-exploring/nei-cun-guan-li/00-index/08-numa_balance)。