Linux伙伴系统算法

Linux使用伙伴系统算法解决内存管理的外碎片问题,将空闲页框分为11个块链表,每个链表包含不同数量的连续页框。当请求特定大小的页框时,算法会尝试在合适的链表中找到空闲块,若没有则分割更大块并分配一半,另一半返回链表。释放页框时,算法会尝试合并连续的伙伴块以减少碎片。

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伙伴系统算法:

内核应该为分配一组连续的页框而建立一种健壮高效的分配策略。因此,必须解决著名的内存管理问题,也就是所谓的外碎片。频繁的请求和释放不同大小的一组连续页框,  必然导致在已分配页框的块内分散了许多小块的空闲页框。因此带来的问题是,即使有足够的空闲页框可以满足请求,但要分配一个大块的连续页框就无法满足。
从本质上说,避免外碎片的方法有两种:
        1.利用分页单元吧一组非连续的空闲页框映射到连续的线性地址区间
        2.开发一种适当的技术来记录现存的空闲连续页框块的情况,以尽量避免为满足对小块的请求而分割大的空闲块
    基于以下三种原因,内核首选第二种方法:
        1.在某些情况下,连续的页框确实有必要,因为连续的线性地址不足以满足请求。一个典型的例子就是给DMA处理器分配缓冲区的内存请求因为当一次单独的IO操作中传送几个磁盘扇区的数据时,DMA忽略分页单元而直接访问地址总线,因此,所请求的缓冲区就必须位于连续的页框中
        2.及时连续页框的分配并不是很必要,但它在保持内核页表不变方面所起的作用也是不容忽视的。修改页表会怎样呢,频繁的修改页表势必导致平均访问内存次数的增

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