Linux虚拟内存管理笔记1.doc

Linux虚拟内存管理笔记1Linux将内存管理分为三个层次：存储节点（node），管理区（zone），和页面（page）。1.存储节点Linux把cpu访问时间相同的存储空间叫做：存储节点。其数据结构为：typedef struct pglist_data zone_t node_zonesMAX_NR_ZONES; zonelist_t node_zonelistsGFP_ZONEMASK+1; int nr_zones;/*表示该节点中管理区的个数，1-3*/ struct page *node_mem_map; unsigned long *valid_addr_bitmap; struct bootmem_data *bdata; unsigned long node_start_paddr;/*节点的起始地址对应的页号*/ unsigned long node_start_mapnr; unsigned long node_size;/*节点中页面总数*/ int node_id; struct pglist_data *node_next; pg_data_t;l 若干存储节点的pglist_data数据结构可以通过node_next形成一个单链表队列。l 每个结构中的node_mem_map指向具体节点的page结构数组，该数组包含了存储节点中的所有物理页框。数组的下标就是页号。l 数组node_zone就是该节点的最多三个页面管理区。l 在pglist_data结构里设置了一个node_zonelists数组，其类型定义也在同一文件中：typedef struct zonelist_struct zone_t *zoneMAX_NR_ZONE+1; /NULL delimitedInt gfp_mast; zonelist_t; 每一个zonelist_t代表一种页面分配策略。2.管理区Linux将一个节点中的存储区域划分为三个管理区，分别是ZONE_DMA区（小于16MB），ZONE_NORMAL（16MB896MB），ZONE_HIGHMEM区（大于896MB）。其数据结构为：typedef struct zone_struct spinlock_t lock; unsigned long free_pages; unsigned long pages_min, pages_low, pages_high; int need_balance; free_area_t free_areaMAX_ORDER; struct pglist_data *zone_pgdat; struct page *zone_mem_map; unsigned long zone_start_paddr; unsigned long zone_start_mapnr; char *name; unsigned long size; zone_t;#define ZONE_DMA 0#define ZONE_NORMAL 1#define ZONE_HIGHMEM 2#define MAX_NR_ZONES 3l lock ：用来保证对该结构中其它域的串行访问l free_pages ：在这个区中现有空闲页的个数l pages_min、pages_low及 pages_high是对这个区最少、次少及最多页面个数的描述l need_balance：与kswapd合在一起使用l free_area：在伙伴分配系统中的位图数组和页面链表l zone_pgdat：本管理区所在的存储节点l zone_mem_map：该管理区的内存映射表l zone_start_paddr：该管理区的起始物理地址l zone_start_mapnr：在mem_map中的索引（或下标）l name：该管理区的名字l size：该管理区物理内存总的大小其中，free_area_t定义为：#difine MAX_ORDER 10 type struct free_area_struct struct list_head free_list unsigned int *map free_area_t 因此，zone_struct结构中的free_areaMAX_ORDER是一组“空闲区间”链表。为什么要定义一组而不是一个空闲队列呢？这是因为常常需要成块地在物理空间分配连续的多个页面，所以要按块的大小分别加以管理。因此，在管理区数据结构中既要有一个队列来保持一些离散（连续长度为1）的物理页面，还要有一个队列来保持一些连续长度为2的页面块以及连续长度为4、8、16、直至2 MAX_ORDER（即4M字节）的队列。3.页面typedef struct page struct list_head list; struct address_space *mapping; unsigned long index; struct page *next_hash; atomic_t count; unsigned long flags; struct list_head lru; wait_queue_head_t wait; struct page *pprev_hash; struct buffer_head * buffers; void *virtual; struct zone_struct *zone; mem_map_t;l list ：指向链表中的下一页l mapping ：用来指定我们正在映射的索引节点（inode）l index：在映射表中的偏移l next_hash：指向页高速缓存哈希表中下一个共享的页l count：引用这个页的个数l fla