华为内部面试题库---（3）

1、NUMA系统中，各个节点间的距离由下列哪个数据结构获取（）
A、SRAT
B、SLIT
C、e820图
D、bootmem_data

答：选B
     Linux 对 NUMA 系统的物理内存分布信息是从系统 firmware 的 ACPI 表中获得的，最重要的是 SRAT（System Resource Affinity Table）和 SLIT（System Locality Information Table）表，其中 SRAT包含两个结构：
     Processor Local APIC/SAPIC Affinity Structure：记录某个 CPU的信息；
     Memory Affinity Structure：记录内存的信息；
SLIT 表则记录了各个结点之间的距离，在系统中由数组 node_distance[ ] 记录。.
e820图：物理内存构成图
bootmem_data：表示物理内存的范围以及分配状态。

2、假设一个NUMA系统中有4个节点A、B、C和D，相互之间的距离都为15，且B和C已无空闲内存。进程P运行在节点B上，对进程P指定MPOL_BIND分配策略使其在节点C上分配内存。进程分别在指定分配策略前后申请内存，则获取的内存分别处于哪个节点（）
A、D，D
B、A，无法申请内存
C、A，A
D、D，无法申请内存

答：选D
   在NUMA中，每个节点在自己的节点描述结构中通过zonelist将所有节点组成一个链表，对于B节点来说，其zonelist的顺序为B->C->D->A。
     MPOL_BIND: 从指定的一组节点分配，若未成功，则返回错误。
     MPOL_DEFAULT: 默认模式，即就近原则，从本节点分配，若未成功，则从最近节点分配，直到满足要求。使用每个zone的zonelist查找最近的zone。
   所以：在指定MPOL_BIND策略前，是默认策略，而C已经没有内存，则从D分配内存，指定MPOL_BIND策略后，由于C已经没有空闲内存，则返回错误。

 

3、内核拥有多种内存分配器，每个分配器有不同的用途和特点。假设系统的页大小为4K，内核分别使用bootmem分配器、SLAB分配器和伙伴算法为一个32.5K的普通数据申请内存时，将分别得到的物理空间大小为（）
A、36K,32.5K,64K
B、64K,64K,36K
C、36K,64K,64K
D、33K,36K,128K

答：选C
     bootmem分配器：是按页大小的整数倍分配内存，而大于32.5K的最小值为36K = 4*9K;
   伙伴算法：按2的整数次幂分配内存，而大于32.5K的最小值是64K = 2^4 *4K;
    SLAB分配器:普通数据采用SLAB分配会使用通用cache分配对象，有两种情况：
           通用cache定义了大对象cache，则存在32K、64K的通用cache，则此数据占用64K空间
           通用cache未定义大对象cache，则通用cache不满足要求，则调用伙伴算法分配内存.

1、bootmem分配器为linux启动时初始化阶段使用的内存分配器，它以一个page为单位进行分配，用位图进行记录，比如一个bit表示一个page是否被分配出去（分配出去的话置1），一个byte能表示8个page。
1page=4kb，32.5kb在page对齐后为36kb。
2、系统初始化完了之后，销毁bootmem分配器（由于功能和效果太差），启用伙伴算法分配器（大块内存分配，通常为几个page）和slab分配器（小块内存分配，通常为几个字节），slab是建立在伙伴算法之下的，其最终还是调用伙伴算法，比如先从伙伴算法申请一个page，然后再对这个page进行细分后分配几个字节出去。目前linux中有slab、slub、slob三种，其基本原理类似，只是分配出去字节的大小略有不同。
3、slab分配器的对象大小范围一般为32b - 128kb，都为指数次幂增长，因此对于32.5k来说取64kb。
4、伙伴算法分配器的分配大小为：2^0 - 2^10个page，即4196b - 4M大小，对于32.5k，page的指数次幂对齐后为64kb。

 

4、分页映射中，不用级别的页表的属性位可以控制对应物理页的访问权限。现内存页A对应的页表中的属性为：PGD表中的U/S位为1，R/W位为0；PT表中的U/S为0，R/W位为1。则这个物理页分别对于用户态和内核态的访问权限为（）
A、用户态：可读， 可写；   内核态：可读，可写
B、用户态：可读， 不可写； 内核态：可读，不可写
C、用户态：不可读，不可写； 内核态：可读，可写
D、用户态：不可读，不可写； 内核态：不可读，不可写

答：选C 见下图

允许级别3表示用户态，允许级别0表示内核态
当通过分页机制寻址到PGD：U/S位为1 R/W位为0表示用户态可读不可写，内核态可读可写
当寻址到PT时：U/S为0，R/W位为1      表示内核态可读可写，用户态不可访问
内核态的访问不受页表属性位的限制

 

5、内核模块加载时，将使用哪种内存分配方式，以及虚拟地址和物理地址的映射关系为（）
A、vmalloc，非对等映射
B、kmalloc，对等映射
C、malloc，对等映射
D、malloc，非对等映射

答：选A
在X86架构下，内核模块加载到ffffffffa0000000-fffffffffff00000(=1536 MB) module mapping space。该块内存区域属于非对等映射区
是通过vmalloc分配的。
在IA64结构下，内核模块加载a000000000000000-c000000000000000，属于第5区，采用内核页表映射，即非对等映射，通过vmalloc分配。