
單風機HF-100S鴻冠 4寸管道風機洗手間/廚房/辦公室吊頂靜音風機 頁面分配 Linux使用Buddy算法來有效的分配與回收頁面塊。頁面分配代碼每次分配包含一個或者多個物理頁面的內存塊。頁面以2的次冪的內存塊來分配。這意味著它可以分配1個、2個和4個頁面的塊。只要系統中有足夠的空閑頁面來滿足這個要求(nr_free_pages > min_free_page), 內存分配代碼將在free_area中尋找一個與請求大小相同的空閑塊。free_area中的每個元素保存著一個反映這樣大小的已分配與空閑頁面 的位圖。例如,free_area 數組中*二個元素指向一個反映大小為四個頁面的內存塊分配情況的內存映象。 分配算法首先搜尋滿足請求大小的頁面。它從free_area 數據結構的list域著手沿鏈來搜索空閑頁面。如果沒有這樣請求大小的空閑頁面,則它搜索兩倍于請求大小的內存塊。這個過程一直將持續到free_area 被搜索完或找到滿足要求的內存塊為止。如果找到的頁面塊大于請求的塊則對其進行分割以使其大小與請求塊匹配。由于塊大小都是2的次冪所以分割過程十分簡單。空閑塊被連進相應的隊列而這個頁面塊被分配給調用者。 圖3.4 free_area 數據結構 在圖3.4中,當系統中有大小為兩個頁面塊的請求發出時,*一個4頁面大小的內存塊(從頁面框號4開始)將分成兩個2頁面大小的塊。**個,從頁面框號4開始的,將分配出去返回給請求者,而后一個,從頁面框號6開始,將被添加到free_area數組中表示兩個頁面大小的空閑塊的元素1中。 頁面回收 將大的頁面塊打碎進行分配將增加系統中零碎空閑頁面塊的數目。頁面回收代碼在適當時機下要將這些頁面結合起來形成單一大頁面塊。事實上頁面塊大小決定了頁面重新組合的難易程度。 當頁面塊被釋放時,代碼將檢查是否有相同大小的相鄰或者buddy內存塊存在。如果有,則將它們結合起來形成一個大小為原來兩倍的新空閑塊。每次結合完之后,代碼還要檢查是否可以繼續合并成更大的頁面。較佳情況是系統的空閑頁面塊將和允許分配的較大內存一樣大。 在圖3.4中,如果釋放頁面框號1,它將和空閑頁面框號0結合作為大小為2個頁面的空閑塊排入free_area的*一個元素中。 內存映射 映象執行時,可執行映象的內容將被調入進程虛擬地址空間中。可執行映象使用的共享庫同樣如此。然而 可執行文件實際上并沒有調入 物理內存,而是僅僅連接到進程的虛擬內存。當程序的其他部分運行時引用到這部分時才把它們從 磁盤上調入內存。將映象連接到進程虛擬地址空間的過程稱為內存映射。 圖3.5 虛擬內存區域 每個進程的 虛擬內存用一個mm_struct來表示。它包含當前執行的映象(如BASH)以及指向vm_area_struct 的大量指針。每個vm_area_struct 數據結構描敘了 虛擬內存的起始與結束位置,進程對此內存區域的存取權限以及一組內存操作函數。這些函數都是Linux在操縱 虛擬內存區域時必須用到的 子程序。其中一個負責處理進程試圖訪問不在當前 物理內存中的 虛擬內存(通過頁面失效)的情況。此函數叫nopage。它用在Linux試圖將可執行映象的頁面調入內存時。 可執行映象映射到進程 虛擬地址時將產生一組相應的vm_area_struct 數據結構。每個vm_area_struct 數據結構表示可執行映象的一部分: 可執行代碼、初始化數據( 變量)、未初始化數據等等。Linux支持許多標準的 虛擬內存操作函數,創建vm_area_struct 數據結構時有一組相應的虛擬內存操作函數與之對應。 請求換頁 當可執行映象到進程虛擬地址空間的映射完成后,它就可以開始運行了。由于只有很少部分的映象調入內存,所以很快就會發生對不在 物理內存中的 虛擬內存區域的訪問。當進程訪問無有效 頁表入口的虛擬地址時,處理器將向Linux報告一個 頁面錯誤。 頁面錯誤帶有失效發生的 虛擬地址及引發失效的訪存方式。Linux必須找到表示此區域的vm_area_struct結構。對vm_area_struct 數據結構的搜尋速度決定了處理頁面錯誤的效率,而所有vm_area_struct結構是通過一種AVL(Adelson-Velskii and Landis) 樹結構連在一起的。如果無法找到vm_area_struct與此失效 虛擬地址的對應關系,則系統認為此進程訪問了非法虛擬地址。這時Linux將向進程發送SIGSEGV信號,如果進程沒有此信號的處理過程則終止運行。 如果找到此對應關系,Linux接下來檢查引起該 頁面錯誤的訪存類型。如果進程以非法方式訪問內存,比如對不可寫區域進行寫操作,系統將產生內存錯誤的信號。
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