【Linux 内核 内存管理】物理内存组织结构 ⑥ ( 物理页 page 简介 | 物理页 page 与 MMU 内存管理单元 | 内存节点 pglist_data 与 物理页 page 联系 )

文章目录

• ​​一、物理页 page 简介​​

• ​​1、物理页 page 引入​​
• ​​2、物理页 page 与 MMU 内存管理单元​​
• ​​3、物理页 page 结构体​​
• ​​4、Linux 内核源码中的 page 结构体​​

• ​​二、内存节点 pglist_data 与 物理页 page 联系​​

内存管理系统

3

3

3级结构 :

① 内存节点 Node ,

② 内存区域 Zone ,

③ 物理页 Page ,

Linux 内核中 , 使用 上述

3

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3 级结构 描述 和 管理 " 物理内存 " ;

一、物理页 page 简介

1、物理页 page 引入

" 内存节点 " node 是内存管理的 最顶层结构 ,

" 内存节点 " 再向下划分 , 就是 " 内存区域 " zone ,

" 内存区域 " 再向下划分 , 就是 " 物理页 " page ;

2、物理页 page 与 MMU 内存管理单元

在 Linux 内核中 , MMU 内存管理单元 , 主要作用是 将 " 虚拟地址 " 映射到 真实的 " 物理地址 " 中 ,

MMU 将 物理页 page 作为内存管理基本单位 ,

不同体系结构的支持的 物理页 大小也不同 ,

32 位体系结构中 , 支持的物理页大小为

4 kb ,

• 64 位体系结构中 , 支持的物理页大小为 8 kb ,
• MIPS 64 位体系结构中 , 支持的物理页大小为 16 kb ,

3、物理页 page 结构体

" 物理页 " ​

​page​

​ 是 Linux 内核 " 内存管理 " 中的 最小单位 ,

物理页 中的 " 物理地址 " 是连续的 ,

每个 " 物理页 " 使用 ​

​struct page​

​ 结构体 进行描述 ;

为了节省 " 内存管理 " 的内存开销 , 物理页的描述符 page 中都是 union 联合体 , 如 :

struct page {
  union {
    struct address_space *mapping;  /* If low bit clear, points to
             * inode address_space, or NULL.
             * If page mapped as anonymous
             * memory, low bit is set, and
             * it points to anon_vma object:
             * see PAGE_MAPPING_ANON below.
             */
    void *s_mem;      /* slab first object */
    atomic_t compound_mapcount; /* first tail page */
    /* page_deferred_list().next   -- second tail page */
  };
}      

4、Linux 内核源码中的 page 结构体

" 物理页 " 使用 ​

​page​

​ 结构体 进行描述 , 该结构体又称为 " 页描述符 " ;

该 ​

​page​

​ 结构体 定义在 Linux 内核源码的 linux-4.12\include\linux\mm_types.h#40 位置 ;

二、内存节点 pglist_data 与 物理页 page 联系

" 内存节点 " ​

​pglist_data​

​ 结构体 与 " 物理页 " ​

​page​

​ 结构体 的联系 :

在 " 内存节点 " ​

​pglist_data​

​​ 结构体 中的 ​

​node_mem_map​

​​ 成员 就是 该 " 内存节点 " 中所有的 " 物理页 " 描述符 ​

​page​

​ 结构体 数组 ;

​

​CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP​

​​ 宏定义指的是 " 除 稀疏内存模型 之外 " 的情况 , 该情况下 声明 ​

​struct page *node_mem_map​

​ 页描述数组 ;

typedef struct pglist_data {
#ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* means !SPARSEMEM */
  // 页描述数组
  struct page *node_mem_map;
#endif
}