Linux 内核 内存管理分区伙伴分配器 ③ ( 备用内存区域列表 | ZONELIST_FALLBACK 枚举 | zoneref 结构体 | 备用内存区域借用物理页规则 )

Posted 2022-04-26 韩曙亮

文章目录

• 一、备用内存区域列表
• 二、ZONELIST_FALLBACK、ZONELIST_NOFALLBACK 枚举
• 三、zoneref 结构体
• 四、备用内存区域借用物理页规则

一、备用内存区域列表

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假如 首选 内存节点 或 内存区域 不能满足 内存分配请求 ,

就需要从 " 备用内存区域 " 借用 物理页 进行 内存分配 , 该操作需要遵守如下算法规则 ;

" 内存节点 " 使用 pglist_data 结构体 进行描述 , 该结构体定义在 Linux 内核源码中的 linux-4.12\\include\\linux\\mmzone.h#601 位置 ;

pglist_data 结构体中的 struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES] 成员是 内存区域 数组 , struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS] 成员是 备用内存区域列表 ;

typedef struct pglist_data 
	struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
	struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
pg_data_t;

源码路径 : linux-4.12\\include\\linux\\mmzone.h#601

二、ZONELIST_FALLBACK、ZONELIST_NOFALLBACK 枚举

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UMA 系统中 , 有 $1$ 个备用区域列表 , 内部的备用区域 按照 区域类型 , 由高到低 进行排序 ;

如 : 该 UMA 系统有 " 普通区域 " , " DMA 区域 " , 那么备用区域列表如下 普通区域 , DMA 区域 ;

UMA 系统的 每个 内存节点中 , 都有 $2$ 个 备用内存区域列表 ,

• 一个包含了 所有内存节点 的 备用内存区域列表 ,
• 另外一个 包含了 当前内存节点 的 备用区域列表 ;

ZONELIST_FALLBACK 枚举 包含了 所有内存节点 的 备用内存区域列表 ;

ZONELIST_NOFALLBACK 枚举 包含了当 前内存节点 的 备用区域列表 ;

enum 
	ZONELIST_FALLBACK,	/* zonelist with fallback */
#ifdef CONFIG_NUMA
	/*
	 * The NUMA zonelists are doubled because we need zonelists that
	 * restrict the allocations to a single node for __GFP_THISNODE.
	 */
	ZONELIST_NOFALLBACK,	/* zonelist without fallback (__GFP_THISNODE) */
#endif
	MAX_ZONELISTS
;

源码路径 : linux-4.12\\include\\linux\\mmzone.h#545

三、zoneref 结构体

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struct zone *zone 成员 指向 内存区域 数据结构 ;

int zone_idx 成员 指向 内存区域 的 类型 ;

/*
 * This struct contains information about a zone in a zonelist. It is stored
 * here to avoid dereferences into large structures and lookups of tables
 */
struct zoneref 
	struct zone *zone;	/* Pointer to actual zone */
	int zone_idx;		/* zone_idx(zoneref->zone) */
;

源码路径 : linux-4.12\\include\\linux\\mmzone.h#561

四、备用内存区域借用物理页规则

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从 " 备用内存区域 " 借用 物理页 规则 :

① 相同类型区域借用物理页 : 内存节点 的 指定类型区域 可以从 另一个 内存节点 相同类型区域 借用 物理页 ,

如 : 内存节点 $A$ 普通区域 从 内存节点 $B$ 的普通区域 借用物理页 ;

② 高类型借用低类型区域 : 高区域类型 从 低区域类型 借用 物理页 ,

如 : 普通区域 向 DMA 区域 借用 物理页 ;

注意 : 低类型区域 无法从 高类型区域 借用 物理页 ; 如 : DMA 区域 无法从 普通区域 借用物理页 ;