UNIX 和 Linux 和 Windows 的进程内存限制和地址空间答案

【问题标题】：Process memory limit and address space for UNIX and Linux and WindowsUNIX 和 Linux 和 Windows 的进程内存限制和地址空间
【发布时间】：2023-03-23 17:01:01
【问题描述】：

在 UNIX 和 Linux 和 windows 中单个进程的最大内存量是多少？如何计算？ 4 GB RAM 需要多少用户地址空间和内核地址空间？

【问题讨论】：

标签： memory memory-management process operating-system

【解决方案1】：

在 Linux 系统上，请参阅 man ulimit

（已更新）

上面写着：

ulimit builtin 用于设置资源使用限制 shell 以及由它产生的任何进程。如果一个新的极限值是省略，则打印资源限制的当前值。

ulimit -a 打印出所有带有开关选项的当前值，其他开关，例如ulimit -n 打印出 no。最大。打开文件。

不幸的是，“最大内存大小”告诉“无限”，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

结果类似于：

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 就是你的了。差不多了。

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"，点击链接了解原因。

【讨论】：

【解决方案2】：

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

一个进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，最大可寻址内存为 4GB，其中地址从 0x00000000 到 0xbfffffff = (3GB) 用于代码、数据段。当用户进程在用户模式或内核模式下执行时，可以寻址该区域。

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，只有在进程在内核模式下执行时才能寻址。

x86 上的这个特定地址空间拆分由PAGE_OFFSET 的值决定。参考Linux3.11.1vpage_32_types.h和page_64_types.h，页面偏移量定义如下，

#define __PAGE_OFFSET _AC(CONFIG_PAGE_OFFSET, UL)

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

同样适用于 64 位，

#define __PAGE_OFFSET _AC(0xffff880000000000, UL).

在 64 位架构上，3G/1G 由于地址空间巨大，拆分不再有效。根据源最新的 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，一个 32 位进程可以拥有整个 4GB 的用户地址空间，并且内核将拥有高于 4GB 的地址范围。有趣的是，在现代 64 位 x86_64 CPU 上，并不是所有的地址线都被启用（或者地址总线不够大）来为我们提供2^64 = 16 exabytes 的虚拟地址空间。也许AMD64/x86 架构启用了48/42 低位分别导致2^48 = 256TB / 2^42= 4TB 地址空间。现在，这无疑提高了大量 RAM 的性能，同时出现了如何在操作系统限制下有效管理它的问题。

【讨论】：

【解决方案3】：

在 Linux 中，有一种方法可以找出您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;
}

我在我的电脑上运行了这个，然后...... prrrrrrrrrrrrrrr tsk！

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

我的 Linux x86_64 上有 16 ExaBytes 的最大可用地址空间。

这里是getrlimit()'s definition 它还列出了您可以传递给getrlimits() 的其他常量，并介绍了getrlimit()s 姐妹setrlimit()。当rlimit 的max 成员变得非常重要时，你应该始终检查你没有超过这个值，这样内核就不会打你的脸、喝你的咖啡和偷你的文件。

PD：请原谅我打鼓的抱歉^_^

【讨论】：