认识Linux物理内存管理系统--Buddy System
Agenda 1. Linux 如何管理物理内存 2. 什么是 Buddy System 3. 如何从 Buddy System 中分配内存 4. 如何释放页到 Buddy System 5. 冷热页 6. 关于 fall-back zone lists 1. Linux 如何管理物理内存 为了有效的管理物理内存（分配、回收）， Linux 将整个物理内存划分为若干个页，对每一个页，都有相关的数据结构来记录该页的状态和使用信息。在 Linux 中，每个页的大小是 4KB. 对于一个 512MB 的物理内存一共有（ 512*1024*1024 ） / （ 4*1024 ）个页。对于每一个页，在 Linux 中都有一个 struct page 数据结构来记录该物理页的使用情况。所有页的 struct page 结构组成一个连续的数组存放在物理内存的某个地方。某页在物理内存中的物理地址除以 4KB, 就得到该页是第几个物理页索引，然后索引就可以查询 struct page 数组得到该页的具体信息。 图 1. Memory Page 除了使用 struct page 来记录某个 4KB 物理页的状态和使用信息外， Linux 还将整个物理内存根据物理地址划分为不同的区域（ zone ）。 zone 的划分是与体系结构相关的，对于 X86 ， ZONE 可以划分为 DMA 区 [0 ， 16MB] 、 NORMAL 区 [16MB ， min(memory length, 896MB)] 和 HIGHMEM 区 [min(memory length,896MB) ， memory length] 。对于 ARM ， ZONE 划分为 NORMAL 区和 HIGHMEM 区。其中 NORMAL 区对应线性映射的物理内存， HIGHMEM 区对应非线性映射的物理内存。其地址范围是： NORMAL[0,min(768MB ， memory Length)] HIGHMEM[min(memory length,896MB) ， memory length] 。 图 2. Memo