linux記憶體管理閱讀心得

一、Linux記憶體結構分為：node（節點），zone(地區)，page(頁框描述符)

node ----{  zone-----{ page

                  ……   

{ zone-----{page

二、映射高端記憶體的方法：

永久映射（permanent kernel mapping）和暫時映射(temporary kernel mapping)，以及不連續記憶體申請（noncontiguous memory ）

1)永久映射：

使用核心中專門儲存的一個頁表來實現，相當於是建立頁表映射，因為涉及到操作頁表有可能休眠

void *kmap(struct page * page);

用法：

struct page * page = alloc_pages(GFP_HIGHMEM,1);

int * vaddr = kmap(page);

2)臨時映射：

使用核心中專門儲存的一個頁表項（page table entry）來實現，相當於是建立頁表映射，不會導致休眠

void *kmap_atomic(struct page * page);

用法：

struct page * page = alloc_pages(GFP_HIGHMEM,1);

int * vaddr = kmap_atomic(page);

三、記憶體地區管理

zone和buddy演算法解決了申請頁框時的問題：硬體限制和記憶體片段。

而在實際的核心編程中最常碰到的是各種不同size資料結構mem request的申請和釋放，要解決這種類型記憶體請求的效率和記憶體片段問題，

就需要用到cache和slab，原因有：

1）相同size記憶體的申請和釋放相當常見，為了避免核心疲於應付這些工作，核心提供了一個方法：基於cache來建立slab系統，每個slab

對應相應的記憶體單元size，申請到來時及時滿足，釋放時進行軟體回收，這樣就避免了頻繁做頁框動作。

2）為瞭解決記憶體片段問題，

四、非連續記憶體區的管理

非連續記憶體區是指線性地址連續，物理地址不連續的vmalloc地區，該地區用於映射超過896MB的實體記憶體頁框，

通常只適用於X86架構，ARM等嵌入式架構很少會用到這麼大的記憶體量，因此在ARM架構下kmap，永久核心映射，

固定核心映射都用不到。

其實vmalloc的實現方法就是通過alloc_pages來申請數個頁框，當然這些頁框位於HIGHMEM，來滿足申請的記憶體大小，

然後修改頁表，建立VMALLOC段線性地址到這些頁表的映射。