内存管理

内存管理单元（MMU）管理内存并把虚拟内存转换成物理地址的硬件，尽管处理器的最小寻址单位是字（字节），但是MMU是以页为单位，因为从虚拟内存的角度来看，页就是最小单位

物理页的内核结构是struct page，其中

• flag:页的状态，是否脏、是否被锁定在内存
• _count:页的引用计数
• virtual:页的虚拟地址，但有些内存（高端内存）并不永久映射到内核地址空间上，则值为null

page和物理页相关，即使页中所包含的数据继续存在，由于交换等原因，它们也不会再和同一page结构相关联，因为page是用来描述物理内存本身，而不是描述包含在其中的数据

 

区(相似特性的页)

内存寻址问题（硬件缺陷引起）

一些硬件只能用某些特定的内存地址来执行DMA

一些体系结构的内存的物理寻址范围比虚拟寻址范围多

 

ZONE_DMA（1）与ZONE_DMA32（2）区别在于后者只能被32位设备访问，两者包含的页面可用来执行DMA操作，ZONE_NORMAL（3）是能正常映射的页，ZONE_HIGHEM（4）包含高端内存，其中的页并不能永久地映射到内核地址空间

内核中使用zone结构来表示区，整个系统只有三个区name域分别为DMA、NORMAL、HIGHMEM,并使用lock域（自旋锁）来防止结构被并发访问（不保护驻留其中的页），watermark域记录随着空闲内存变化的区水位

 

内存分配：alloc_page(连续物理页)，page_address(逻辑地址)，get_zeroed_page(给用户空间每位都取消设置的页)

Kmalloc(以字节为单位分配，虚拟和物理地址都连续)，vmalloc(虚拟地址连续，物理地址不连续)每种内存分配函数中都有用到了gfp_mask（分配器标志），分配器标志一共分三类：1.行为修饰符，2.区修饰符，3.类型标志

 

TLB：硬缓冲区，用来缓存虚拟地址到物理地址的映射关系

 

Slab:由一个或多个物理上连续的页组成，slab分配器是通用的数据结构缓存层，用来管理已经分配好的数据结构块的空闲链表，把不同的对象划分为高速缓存组，每个高速缓存（kmem_cache）由多个slab组成，根据slab三种状态（满、部分满、空）（三个链表 slabs_full、slabs_partial、slabs_empty）来进行分配

 

内核栈：1~2page(8~16KB)，每个进程的整个调用链必须放在自己的内核栈中，而后来变成单页内核栈和中断处理程序单页栈，

 

缓存抖动：每个CPU访问自己的数据，减少数据锁定，大大减少缓存失效，而这种失效发生在处理器试图使它们的缓存保持同步，即

一个处理器操作某个数据，该数据又存放在其他处理器缓存中，那么存放数据的处理器必须清理或刷新自己的缓存