处理UNIX，Linux和Windows的内存限制和地址空间

Question

UNIX，Linux和Windows中单个进程的最大内存量是多少？怎么计算？ 4 GB RAM的用户地址空间和内核地址空间是多少？

Answer 1

How much user address space and kernel address space for 4 GB of RAM?

一个过程的地址空间分为两部分，

用户空间：在标准32位x86_64架构上，最大可寻址存储器是4GB，其中0x00000000到0xbfffffff = (3GB)的地址用于代码，数据段。当用户进程在用户或内核模式下执行时，可以解决该区域。

内核空间：类似地，从0xc0000000到0xffffffff = (1GB)的地址用于内核的虚拟地址空间，并且只能在进程在内核模式下执行时才能解决。

x86上的这个特定地址空间分割由PAGE_OFFSET的值决定。参考Linux 3.11.1v page_32_types.h和page_64_types.h，页面偏移定义如下，

#define __PAGE_OFFSET _AC(CONFIG_PAGE_OFFSET, UL)

其中Kconfig定义了default 0xC0000000的默认值，也可以使用其他地址拆分选项。

同样对于64位，

#define __PAGE_OFFSET _AC(0xffff880000000000, UL)。

在64位架构上，3G / 1G split由于巨大的地址空间而不再存在。根据源代码，最新的Linux版本已将上述偏移量作为偏移量。

当我看到我的64位x86_64架构时，32位进程可以拥有整个4GB的用户地址空间，而内核将保持高于4GB的地址范围。有趣的是，在现代64位x86_64 CPU上，并非所有地址线都被启用（或地址总线不够大），无法为我们提供虚拟地址空间的2^64 = 16 exabytes。也许AMD64 / x86体系结构分别启用48 / 42低位，从而导致地址空间的2^48 = 256TB / 2^42 = 4TB。现在这确实提高了大量RAM的性能，同时出现了如何通过操作系统限制有效管理它的问题。

Answer 2

在Linux系统上，请参阅man ulimit

（更新）

它说：

ulimit builtin用于设置shell的资源使用限制以及由它生成的任何进程。如果省略新的限制值，则打印资源限制的当前值。

ulimit -a打印出所有当前值，包括开关选项，其他开关，例如ulimit -n打印出来没有。最大打开文件。

不幸的是，“最大内存大小”告诉“无限制”，这意味着它不受系统管理员的限制。

您可以通过查看内存大小

cat /proc/meminfo

结果如下：

MemTotal:        4048744 kB
MemFree:          465504 kB
Buffers:          316192 kB
Cached:          1306740 kB
SwapCached:          508 kB
Active:          1744884 kB
(...)

所以，如果ulimit说“无限”，那么MemFree就是你的全部。几乎。

不要忘记malloc（）（和new运算符，它调用malloc（））是一个STDLIB函数，所以如果你调用malloc（100）10次，there will be lot of "slack"，请按照链接来了解原因。

Answer 3

在Linux中，有一种方法可以找出你可以拥有的地址空间限制。使用rlimit结构。

struct rlimit {
    rlim_t cur;    //current limit
    rlim_t max;    //ceiling for cur.
}

rlim_t是unsigned long类型。

你可以有类似的东西：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/resource.h>

//Bytes To GigaBytes
static inline unsigned long btogb(unsigned long bytes) {
    return bytes / (1024 * 1024 * 1024);
}

//Bytes To ExaBytes
static inline double btoeb(double bytes) {
    return bytes / (1024.00 * 1024.00 * 1024.00 * 1024.00 * 1024.00 * 1024.00);
}

int main() {

    printf("\n");

    struct rlimit rlim_addr_space;
    rlim_t addr_space;

    /*
    * Here we call to getrlimit(), with RLIMIT_AS (Address Space) and
    * a pointer to our instance of rlimit struct.
    */
    int retval = getrlimit(RLIMIT_AS, &rlim_addr_space);
    // Get limit returns 0 if succeded, let's check that.
    if(!retval) {
        addr_space = rlim_addr_space.rlim_cur;
        fprintf(stdout, "Current address_space: %lu Bytes, or %lu GB, or %f EB\n", addr_space, btogb(addr_space), btoeb((double)addr_space));
    } else {
        fprintf(stderr, "Coundn\'t get address space current limit.");
        return 1;
    }

    return 0;
}

我在电脑上运行了这个... ... prrrrrrrrrrrrrrrr tsk！

输出：Current address_space: 18446744073709551615 Bytes, or 17179869183 GB, or 16.000000 EB

我的Linux x86_64上有16个可用的最大地址空间ExaBytes。

这里是getrlimit()'s definition它还列出了你可以传递给getrlimits()的其他常数，并介绍了getrlimit()s姐妹setrlimit()。当max的rlimit成员变得非常重要时，你应该总是检查你不要超过这个值，所以内核不会打你的脸，喝咖啡和偷你的文件。

PD：请原谅我的抱歉借口^ _ ^