Linux 内核代码分析 之 内存管理 第一章 linux 内存管理之伙伴系统分析(大内存分配) 在内核模块的编写中,我们用 alloc_page()/alloc_pages()来分配大内存(超过一个页面,即 4K).用 free_page()/free_pages()来释放 用前者分得的内存.今天我们就来分析一下,在 linux 内核中大内存分配的实现. 跟以往一样.本文的代码分析是基于 linux 2.6.9 的 本文档包括： 一：准备知识 二：有关的数据结构 三：alloc_pages()/alloc_page 实现分析 四：free_pages()的相关实现 五：总结 一:准备知识: 一个操作系统的内存管理方式很大程度上决定了它的效率,时间与空间的对立统一在内存管理上体现得最为明显,首先,分配/释放 内存是一个发生频率很高的操作,所以它要求有一定的实时性,另外,内存又是一种非常宝贵的资源.所以要尽量减少内存碎片的产 生. Linux 采用了伙伴系统算法来管理内存,即把内页按 2^0,2^1,2^2„2^10 大小进行分组.每次分配内存时,从相应大小的池中分 配内存,然后再把余下的内存分配给它的下一级缓存池. 如下图所示: 关于分配位图: 在 linux 中,每一 个大小的缓存池都对应一个位图,然后,位图中的每一位对应一对空闲区的空闲标志.每分配一个分配区,都对相应的位图取反.例如: 位图管理A,B 两个分配块.初始化的时候,该位图置为 0.此时,若把 A 分配出去,更新位图为 1.若再把 B 分配出去,再取反,变为了 0. 仔细思考,不难发现有以下规律: 若位图为 0:表示两个分配块都空或者都已经分配出去. 若位图为1:表示其中有一个已经分配出去,有一个空闲 特别的,关于分配位图,有几点值得注意的地方: 1:位图的大小只跟总内存有关,跟当前缓存池的空闲内存无关. 例如:总内存为style="font-size: 9pt;" lang="EN-US"4M 的系统.总共有style="font-size: 9pt;" lang="EN-US"4M/4K = 1024个页 那对应的. 2^0 位图有style="font-size: 9pt;" lang="EN-US"1024/1/2 512 项 2^1 位图有style="font-size: 9pt;" lang="EN-US"1024/2/2= 256 项 „„ 2^10 位图有1024/2^10/2 1 项 (除以 2 是因为 1 位表示二个页面) 2:为什么一位要管理一对内存呢?其实这是为了更好的管理伙伴系统而设计的,当然,也有减少位图大小的因素 如下图所示 位图1 表示A,B 的分配情况,位图2 表示C,D 的分配情.况.A.D 已经分配 出去了,B,C 处于空闲状态 上图中,虽然 B,C 处理连续的页,且都空闲,但不可以把...
