bootmem & buddy Allocator

最新推荐文章于 2024-09-02 07:27:30 发布

huyugv_830913

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分类专栏： Kernel Device Driver 文章标签： struct 数据结构 list types tree linux

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本文详细介绍了Linux内核中的内存管理机制，包括bootmem内存分配器、BuddyAllocator的初始化过程及其实现原理，还讨论了kmalloc和vmalloc等内存分配函数的工作方式。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Linux内存分配器分析

1) bootmem_init();

初始化bootmem内存分配器

typedef struct bootmem_data {
     unsigned long node_min_pfn;
    unsigned long node_low_pfn;
    void *node_bootmem_map;    //用于表示物理页框的使用情况，“1”表示该页框已用
     unsigned long last_end_off;
    unsigned long hint_idx;
     struct list_head list;
} bootmem_data_t;

-------------------

FIXME:map_io中可以分配bootmem

-------------------

2) mm_init()初始化Buddy Allocator，当初始化完成后bootmem内存分配器被释放

typedef struct pglist_data {
struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
int nr_zones;
#ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* means !SPARSEMEM */
struct page *node_mem_map; //被Buddy Allocator使用表示物理页框的使用情况
#ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
struct page_cgroup *node_page_cgroup;
#endif
#endif
#ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
struct bootmem_data *bdata;
#endif
#ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG

spinlock_t node_size_lock;
#endif
unsigned long node_start_pfn;
unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
unsigned long node_spanned_pages;

/* total size of physical page range, including holes */
int node_id;
wait_queue_head_t kswapd_wait;
struct task_struct *kswapd;
int kswapd_max_order;
} pg_data_t;

3) struct zone数据结构

struct free_area free_area[MAX_ORDER];

//空闲页框的数据结构，MAX_ORDER=11，标识连续的物理页框（2^0 ~ 2^10）

struct free_area {
struct list_head free_list[MIGRATE_TYPES]; //连接空闲的物理页框
unsigned long nr_free;
};

4) kmalloc

使用slab分配器

5) vmalloc

分配虚拟地址连续，物理地址不连续的地址

FIXME:小于4096Bytes,可用kmallc，用vmalloc得到大于1page的连续虚拟地址。

KVM Allocator(使用red-black tree)

http://en.wikipedia.org/wiki/Red_black_tree

cat /proc/buddyinfo