struct page数据结构的理解

已于 2022-07-20 21:30:48 修改
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分类专栏： # 内存子系统 文章标签： linux
于 2022-07-20 21:22:41 首次发布
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struct page数据结构

整个struct page数据结构具体代码就不再展示了，给出一个自己画出的一张图，相对能够更清晰的看到各个复用的字段，具体各个字段的含义还有待继续理解、补充

在这里插入图片描述

下面针对每个字段给出自己的一些理解，必然有理解不全甚至不对的地方，请指正：
unsigned long flags：

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kvm_set_phys_mem中的start_addr为该MemoryRegionSection在AddressSpace中的起始地址，对address_space_memory而言，其表示的就是虚拟机的物理地址，kvm_set_phys_mem(kml, &u1->section调用kvm_set_user_memory_region进行物理内存HVA和GPA关系的的注册和映射。system_memory和system_io是所有MemoryRegion的root节点。
A.1#【内存管理】——1.1.3 page: struct page
SeventhD7
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linux内核内存管理的实现以structpage为核心，类似城市的地标(如上海的东方明珠)，其他所有的内存管理设施都为之展开，例如VMA管理、缺页中断、反向映射、页面分配与回收等。structpage数据结构定义在include/linux/mm_types.h头文件中，大量使用了C语言的联合体union来优化其数据结构的大小，因为每个物理页面都需要一个structpage数据结构。因此管理成本很高。page数据结构的主要成员如下： * * Each physical page in the ...
struct page
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struct page是内存管理中第三个重要的数据结构，它代表系统内存的最小单位。     其数据结构如下所示：struct page { /* First double word block */ unsigned long flags; /* Atomic flags, some possibly * updated a
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struct page struct page { unsigned long flags; union { struct { /* Page cache and anonymous pages */ struct list_head lru; struct address_space *mapping; pgoff_t index; /* Our offset within...
task_struct 结构，mm_struct 结构， vm_area_struct 结构
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task_struct 结构，mm_struct 结构， vm_area_struct 结构 1、task_struct 每个进程在内核中都有一个进程控制块(PCB)来维护进程相关的信息，Linux内核的进程控制块是task_struct结构体。 位置：<include\linux\sched.h> - 593行 部分代码如下： struct task_struct { /*...*/ struct mm_struct *mm; struct mm_struct *activ
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在Linux中，每个进程的虚拟内存空间使用mm_struct数据结构来表示。这个结构包含了进程当前执行的映像信息以及一组指向vm_area_struct结构的指针。vm_area_struct则描述了内存区域的起始地址、访问权限以及内存操作等...
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带你玩转Linux内核物理页面page结构分析
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1、思考问题？（答案：Linux操作系统原理） 当内存不足时，我们如何进行分配？当操作系统运行时候太长，产生很多很多内存碎片，此时我们应该怎么办？如果我们想要分配几十个字节的小块内存，应该使用什么样的方法来解决此问题？我们如何提高系统分配物理内存的效率？ 一、物理页面page结构 32位的CPU寻址时按照数据位宽（字word），但是CPU在处理物理内存时即不是按照字进行来分配，因为现在的CPU都采用页分配机制直接来管理内存。所以在CPU里面有一个叫MMU的硬件单元。它会处理虚拟内存到物理内存
struct page 介绍
ruofengdeyu的博客
02-06 323
每个物理内存页面在内核中都有一个对应的 struct page 实例，内核通过这个结构来管理和跟踪物理内存的使用情况。以下是对 struct page 的详细介绍。页面引用计数: 通过 _count 字段，内核能够跟踪页面的引用情况，确保在没有引用时可以安全地释放页面，避免内存泄漏。页面状态管理: 通过 flags 字段，内核可以管理页面的状态，例如标记页面为脏页（需要写回）或清洁页（不需要写回）。文件系统缓存: 在文件系统中，内核使用 struct page 来管理页面缓存，以提高文件读取的效率。
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Linux 内核把物理页作为内存管理的基本单位。MMU通常是以页为单位来查找页表，内核用 struct page结构体来表示系统的每个页。
page结构体
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page->_mapcount表示的是被映射的次数－1； 多一个页表项引用这个页这个值就会被+1； 一个最明显的地方就是fork中最后copy_process->copy_mm函数会最后会导致这个值＋1；
struct page 理解
鲲的博客
08-26 1891
struct page结构体 为了减少占用的空间，使用联合体，不同的场景下表示不同的意思。 struct page { /* First double word block */ /* 标志位，每个bit代表不同的含义 */ unsigned long flags; /* Atomic flags, some possibly updated asynchronously */ union { /* * 如果mapping = 0，说明该page属于交换缓存（swap cache）
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linux内核那些事之struct page
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struct page page（页）是linux内核管理物理内存的最小单位，内核将整个物理内存按照页对齐方式划分成千上万个页进行管理，内核为了管理这些页将每个页抽象成struct page结构管理每个页状态及其他属性，针对一个4GB内存，那么将会存在上百万个struct page结构。而struct page结构本身就占有一定内存，如果struct page结构设计过大，那么本身就会占用较多内存，而给系统或者用户可用的内存就较少，所以对strcut page结构大小非常敏感，即使增加一个字节 对系统影响
Linux 物理内存管理涉及的三大结构体之struct page
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本文主要详细的介绍了内存管理中三大结构体的struct page。将struct page里面的每个部分拆分出来，结合代码，对每个部分，每个成员变量尽力做到详细讲解。如果不对之处，请指正。最后想说的是：struct page结构的设计充分体现了内核设计人员为了减少内存占用的所做出的各种努力，且这种努力还在一直在继续。
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向struct page里塞更多东西
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kernel-4.19的struct page大小是多少
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<think>好的，我需要回答用户关于Linux内核4.19版本中struct page的大小的问题。首先，我得确认struct page在Linux内核中的定义和作用。struct page是内核用来管理物理内存页的数据结构，每个物理页对应一个这样的结构体。不同内核版本可能会有差异，所以必须确认是4.19版本的。 接下来，我需要找到4.19内核源码中的struct page定义。通常，这个结构体定义在include/linux/mm_types.h文件中。我需要检查该版本的源码，查看struct page的各个成员变量，计算每个成员的大小，并考虑编译器对齐带来的影响。 然后，考虑到struct page在不同配置下可能有变化，比如是否启用内存调试功能（如CONFIG_DEBUG_VM）、是否支持透明大页（CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE）等，这些编译选项可能会增减成员变量，从而影响结构体的大小。因此，需要指出大小可能因配置而异，但给出一般情况下的常见值。 另外，用户可能想知道如何自行验证struct page的大小。可以建议他们使用sizeof(struct page)在内核模块中打印，或者使用pahole工具来分析结构体的布局和大小。 最后，需要将这些信息组织成清晰的中文回答，分步骤解释，确保用户理解struct page的大小不是固定不变的，而是依赖于具体的配置和架构，同时提供典型情况下的参考值。</think>Linux内核4.19版本中`struct page`的大小会根据架构和内核配置有所不同，以下是关键分析步骤： 1. **基础结构体定义** 在`include/linux/mm_types.h`中，`struct page`包含以下核心成员： - `unsigned long flags` (8字节，64位系统) - 联合体`union`：包含`_mapcount`、`page_type`等（通常4字节） - `atomic_t _refcount` (4字节) - 内存管理相关的`struct list_head lru` (16字节) - 地址空间指针`void* virtual` (8字节) - 其他调试/特性相关字段 2. **典型大小计算** 在标准x86_64配置（未启用特殊调试选项）中： ```c struct page { unsigned long flags; // 8 union { ... }; // 4 atomic_t _refcount; // 4 struct list_head lru; // 16 void *virtual; // 8 /* 其他可选字段 */ // ≈0-20 }; ``` 对齐后总大小通常在32~64字节之间，最常见为**64字节**（缓存行对齐优化） 3. **影响因素** - **架构差异**：ARM64与x86_64可能有不同对齐要求 - **内核配置**： - `CONFIG_DEBUG_VM`：增加调试字段 - `CONFIG_IDLE_PAGE_TRACKING`：添加额外标记 - 透明大页/HugeTLB支持会增加联合体复杂度 4. **验证方法** - **内核模块打印**： ```c printk(KERN_INFO "sizeof(struct page)=%zu\n", sizeof(struct page)); ``` - **pahole工具分析**： ```bash pahole -C page vmlinux ``` 结论：在标准x86_64环境下，kernel 4.19的`struct page`通常为**64字节**，但实际值需结合具体配置验证。内存敏感场景建议通过上述方法直接测量。
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