Linux内存管理

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1、内存管理，不用多说，言简意赅。在内核里分配内存还真不是件容易的事情，根本上是因为内核不能想用户空间那样奢侈的使用内存。     先来说说内存管理。内核把物理页作为内存管理的基本单位。尽管处理器的最小可寻址单位通常是字，但是，内存管理单元MMU通常以页为单位进行处理。因此，从虚拟内存的交代来看，页就是最小单位。内核用struct page(linux/mm.h)结构表示系统中的每个物理页:?1234567891011121314Structpage{        unsignedlongflags;                   

2、                                           atomic_tcount;                        unsignedintmapcount;                  unsignedlongprivate;                  structaddress_space*mapping;          pgoff_tindex;                          structlist_headlru;      union{      

3、 structpte_chain;       pte_addr_t;    }                 void*virtual;                  };     flag用来存放页的状态，每一位代表一种状态，所以至少可以同时表示出32中不同的状态,这些状态定义在linux/page-flags.h中。count记录了该页被引用了多少次。mapping指向与该页相关的address_space对象。virtual是页的虚拟地址，它就是页在虚拟内存中的地址。要理解的一点是page结构与物理页相关，而并非与虚拟页相

4、关。因此，该结构对页的描述是短暂的。内核仅仅用这个结构来描述当前时刻在相关的物理页中存放的东西。这种数据结构的目的在于描述物理内存本身，而不是描述包含在其中的数据。     在linux中，内核也不是对所有的也都一视同仁，内核而是把页分为不同的区，使用区来对具有相似特性的页进行分组。Linux必须处理如下两种硬件存在缺陷而引起的内存寻址问题：1.一些硬件只能用某些特定的内存地址来执行DMA2.一些体系结构其内存的物理寻址范围比虚拟寻址范围大的多。这样，就有一些内存不能永久地映射在内核空间上。为了解决这些制约条件，Linux使用了三种区：

5、1.ZONE_DMA:这个区包含的页用来执行DMA操作。2.ZONE_NOMAL:这个区包含的都是能正常映射的页。3.ZONE_HIGHEM:这个区包"高端内存"，其中的页能不永久地映射到内核地址空间。     区的实际使用与体系结构是相关的。linux把系统的页划分区，形成不同的内存池，这样就可以根据用途进行分配了。需要说明的是，区的划分没有任何物理意义，只不过是内核为了管理页而采取的一种逻辑上的分组。尽管某些分配可能需要从特定的区中获得页，但这并不是说，某种用途的内存一定要从对应的区来获取，如果这种可供分配的资源不够用了，内核就会占

6、用其他可用去的内存。下表给出每个区及其在X86上所占的列表：         每个区都用定义在linux/mmzone.h中的structzone表示，如下：?1234567891011121314structzone{        spinlock_t             lock;        unsignedlong          free_pages;        unsignedlong          pages_min,pages_low,pages_high;        unsignedlong   

7、       protection[MAX_NR_ZONES];        spinlock_t             lru_lock;               structlist_head       active_list;        structlist_head       inactive_list;        unsignedlong          nr_scan_active;        unsignedlong          nr_scan_inactive;        unsign

8、edlong          nr_active;        unsignedlong          nr_inactive;        int                    all_