存储管理

Posted 2020-11-21 lijia-xiansheng

一、Linux 内存管理的基本框架

  线性地址的映射分为4步：

　　1.线性地址最高的位段作为下标 在PGD（页面目录）中找到表项，该表项指向PMD（中间目录）。

　　2.线性地址第二位段作为下标在PMD中找到表项，该表项指向页面表。

　　3.线性地址第三位段作为下标在页面表中找到PTE，该表项存放指向物理页面的指针。

　　4.线性地址最后位段为 物理页面 内的相对位移   该位移 跟物理页面的起始地址相加得到相应的物理地址。

  如图所示：

　　　　

 

二、重要的数据结构和函数

1.内核中有个指针全局变量mem_map，指向page数据结构的数组，每个page代表一个物理页面，那么整个数组代表系统中全部物理页面，相当一个仓库。该仓库分为ZONE_DMA与ZONE_NORMAL两个管理区（可能有第三个ZONE_HIGHMEM用于物理地址超过1GB的存储空间）。

2.ZONE_DMA专给DMA用的，DMA不经过MMU提高的地址映射的。所以：1、外设要直接提供物理地址。2、DMA地址必须连续。

3.每个管理区有个 zone_struct数据结构，里面有 一组 空闲区间队列  free_area_struct ,该结构维持双向链队列的结构 list_head,page结构体里也有一个list_head,page就是通过它进入free_area_struct。

4.由于非均质存储结构（就是包含各种rom/ram等cpu访问的所需时间不一样的器件），在zone_struct page等结构体之上又 引出 代表 存储节点的pglist_data结构体，若干个节点组成单链队列 ，该结构体的 node_mem_map指向page数组，node_zones 管理区。