linux内存管理源代码导读

Linux 内存管理源代码导读 Linux 内存管理是操作系统中最重要的组件之一，它负责管理计算机的内存资源，确保系统的正确运行。在 Linux 操作系统中，内存管理是通过页框管理、Slab 算法和动态存储器管理来实现的。 页框管理是 Linux 内存管理的基本单位，页框大小通常为 4KB，这是因为 4KB 是大多数磁盘块大小的倍数，传输效率高，管理方便，不考虑 PSE 和 PAE。Linux 采用伙伴算法来管理页框。 在 Linux 中，每个物理页框都用一个页描述符表示，页描述符中记录了页框的状态，包括页框的使用引用计数器、页框状态等信息。页框状态最多可以有 32 个，每个使用一个位表示。 Linux 中的内存管理还涉及到 NUMA（Non-Uniform Memory Access）技术，NUMA 技术将物理内存划分为若干个 node，存取时间不等，每个 node 被划分成若干个 zone。在 Linux 中，每个 zone 使用 struct zone 表示，包括 ZONE_DMA、ZONE_DMA32、ZONE_NORMAL 和 ZONE_HIGHMEM 四个 zone。 所有物理页框的描述符，组织在 mem_map 数组中，mem_map 数组中每个元素都包含一个页描述符，记录了页框的状态信息。 在 Linux 中，内存管理还涉及到动态存储器管理，动态存储器是 RAM 的一部分，进程和内核都需要动态存储器，整个系统的性能取决于如何有效地管理动态存储器。 Linux 采用 Slab 算法来管理动态存储器。 动态存储器管理还涉及到页框的分配和释放，Linux 中提供了多种接口来分配和释放页框，例如 alloc_pages、alloc_page、__get_free_pages、__get_free_page 等。 Linux 内存管理还涉及到缓存机制，缓存机制可以提高系统的性能，Linux 中提供了多种缓存机制，例如页面缓存、磁盘缓存等。 Linux 内存管理是一个复杂的过程，涉及到多种技术，包括页框管理、Slab 算法、NUMA 技术、动态存储器管理、缓存机制等。了解 Linux 内存管理的原理和机制，对于理解 Linux 操作系统的工作原理和性能优化是非常重要的。