页

内核用page结构体表示系统的每个物理页（页框），描述当前时刻在相关物理页存放的东西

• flag：表示状态，包括是不是脏的、是否锁定在内存中
• _count：页的引用计数

区

Linux根据页的特性进行分组，划分为区

• ZONE_DMA：<16MB的内存页框。执行DMA操作，因为DMA只能使用特定的内存地址
• ZONE_NORMAL：≥16MB并<896MB的内存页框。能正常映射的页
• ZONE_HIGHEM：≥896MB的内存页框。高端内存，不能永久映射到内核地址空间，因为物理内存比虚拟内存大

伙伴系统算法

一种内存分配策略

• 伙伴：两个块有相同大小，物理地址是连续的
• 解决外碎片问题
• 实现：
  • 把所有空闲页框分组为11个块链表，每个链表包含2^0到210个连续页框
  • 请求时：
    • 合适的，取走
    • 小于需要的，寻找下一个更大的页块
    • 大于需要的，把多出来的拼接到合适的链表；如果拼接时发现是连续的页框（是伙伴），则合并拼接到更大的链表，迭代这个过程
  • 释放时：
    • 放回合适的链表
    • 如果放回时是连续的页框（是伙伴），迭代更新链表

slab机制

一种内存分配策略

• 解决内碎片问题，小内存区的请求问题

slab实现

• slab层把不同对象划分位高速缓存组，每个组存放不同类型的对象，比如task_struct_inod
• slab由一个或多个物理上连续的页组成，每个组由一个或多个slab组成
• 三种状态：slab满，就创建新slab；slab部分满，分配时先使用；slab空
• slab避免频繁分配和释放页
  • 分配页：已发出一个分配新对象的请求；高速缓存不包含任何空闲对象，slab满
  • 释放页：slab高速缓存中有太多空闲对象；定时器确定有完全未被使用的slab

Linux内存管理