十天学Linux内核之第三天---内存管理方式

 1 struct page
 2 {
 3         unsigned long flags;　　//flags用来存放页的状态，每一位代表一种状态                                                      
 4         atomic_t count;        //count记录了该页被引用了多少次        
 5         unsigned int mapcount;       
 6         unsigned long private;        
 7         struct address_space *mapping;  //mapping指向与该页相关的address_space对象
 8         pgoff_t index;                  
 9         struct list_head lru;  //存放的next和prev指针，指向最近使用(LRU)链表中的相应结点
10         union
11        {
12             struct pte_chain;
13             pte_addr_t;
14         }         
15          void *virtual;     //virtual是页的虚拟地址，它就是页在虚拟内存中的地址             
16 };

struct zone {
         spinlock_t              lock;　　//lock域是一个自旋锁，这个域只保护结构，而不是保护驻留在这个区中的所有页
         unsigned long           free_pages;　　//持有该内存区中所剩余的空闲页链表
         unsigned long           pages_min, pages_low, pages_high;　　//持有内存区的水位值
         unsigned long           protection[MAX_NR_ZONES];
         spinlock_t              lru_lock;       //持有保护空闲页链表的自旋锁
         struct list_head        active_list;　　在页面回收处理时，处于活动状态的页链表
         struct list_head        inactive_list;　　//在页面回收处理时，是可以被回收的页链表
         unsigned long           nr_scan_active;
         unsigned long           nr_scan_inactive;
         unsigned long           nr_active;
         unsigned long           nr_inactive;
         int                     all_unreclaimable; 　　//内存的所有页锁住时，此值置1
         unsigned long           pages_scanned;    //用于页面回收处理中
         struct free_area        free_area[MAX_ORDER];
         wait_queue_head_t       * wait_table;
         unsigned long           wait_table_size;
         unsigned long           wait_table_bits;　　//用于处理该内存区页上的进程等待
         struct per_cpu_pageset  pageset[NR_CPUS];
         struct pglist_data      *zone_pgdat;
         struct page             *zone_mem_map;
         unsigned long           zone_start_pfn;
 
         char                    *name;
         unsigned long           spanned_pages;  
         unsigned long           present_pages;  
};

#define alloc_pages(gfp_mask,order)   
　　alloc_pages_node(numa_node_id(),gfp_mask,order)
#define alloc_page(gfp_mask)   
　　alloc_pages_node(numa_node_id(),gfp_mask,0)

include/linux/gfp.h
    #define __get_dma_pages(gfp_mask,order) \
    __get_free_pages((gfp_mask)|GFP_DMA,(order))

include/linux/gfp.h
    #define __get_dma_pages(gfp_mask,order) \
    __get_free_pages((gfp_mask)|GFP_DMA,(order))

extern void __free_pages(struct page *page, unsigned int order);

extern void free_pages(unsigned long addr, unsigned int order);

struct kmem_cache_s{

    struct kmen_list3 lists;　　//lists域中包含三个链表头，每个链表头均对应了slab所处的三种状态(满，未满，空闲)之一，

    unsigned int objsize;　　//objsize域中持有缓存中对象的大小
    unsigned int flags;　　//flags持有标志掩码，其描述了缓存固有特性
    unsigned int num;　　//num域中持有缓存中每个slab所包含的对象数目

    unsigned int gfporder;　　//缓存中每个slab所占连续页面数的幂，该值默认0

    size_t color;  　

    unsigned int color_off;
    unsigned int color_next;
    kmem_cache_t *slabp_cache;　　//可存储在自身缓存中也可以存在外部其他缓存中
    unsigned int dflags;

    void (*ctor) (void *,kmem_cache_t*,unsigened long);

    void (*dtor)(void*，kmem_cache_t *,unsigend long);

    const char *name;　　//name持有易于理解的名称
    struct list_head next;　　//next域指向下个单向缓存描述符链表上的缓存描述符

};

struct cache_sizes{
    size_t cs_size;　　//持有该缓存中容纳的内存对象大小
    kmem_cache_t *cs_cachep;　　//持有指向普通内存缓存描述符飞指针
    kmem_cache_t *cs_dmacachep;　　//持有指向DMA内存缓存描述符的指针，分配自ZONE_DMA
};

struct kmem_cache *kmem_cache_create (

　　const char *name,　　//定义了缓存名称

　　size_t size,　　//指定了为这个缓存创建的对象的大小

　　size_t align,　　//定义了每个对象必需的对齐。

　　unsigned long flags,　　//指定了为缓存启用的选项

　　void (*ctor)(void *))　　//定义了一个可选的对象构造器和析构器。构造器和析构器是用户提供的回调函数。当从缓存中分配新对象时，可以通过构造器进行初始化。

void kmem_cache_alloc( struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags );
//cachep是需要扩充的缓存描述符
//flags这些标志将用于创建slab

mm/slab.c
int kmem_cache_destroy(kmem_cache_t *cachep)
{
    int i;
    
    if(!cache || in_interrupt())
    BUG();　　//完成健全性检查

    down(&cache_chain_sem);

    list_del(&cachep->next);
    up(&cache_chain_sem);　　//获得cache_chain信号量从缓存中删除指定缓存，释放cache_chain信号量

    if(_cache_shrink(cachep)){
        slab_error(cachep,"Can‘t free all objects");
        down(&cache_chain_sem);
        list_add(&cache->next,&cache_chain);
        up(&cache_chain_sem);
        return 1;　　　　//该段负责释放为使用slab
    }
    ...
    kmem_cache_free(&cache_cache,cachep);　　//释放缓存描述符
    
    return 0;
}

1 #define __pa(x) ((unsigned long)(x)-PAGE_OFFSET)
2 extern inline unsigned long virt_to_phys(volatile void * address)
3 {
4 return __pa(address);
5 }

struct mm_struct {

　　struct vm_area_struct * mmap; /* 指向虚拟区间（VMA）链表 */

　　rb_root_t mm_rb; ／*指向red_black树*/

　　struct vm_area_struct * mmap_cache; /* 指向最近找到的虚拟区间*/

　　pgd_t * pgd; ／*指向进程的页目录*/　

　　atomic_t mm_users; /* 用户空间中的有多少用户*/

　　atomic_t mm_count; /* 对"struct mm_struct"有多少引用*/

　　int map_count; /* 虚拟区间的个数*/

　　struct rw_semaphore mmap_sem;

　　spinlock_t page_table_lock; /* 保护任务页表和 mm->rss */

　　struct list_head mmlist; /*所有活动（active）mm的链表 */

　　unsigned long start_code, end_code, start_data, end_data; /*start_code 代码段起始地址,end_code 代码段结束地址,start_data 数据段起始地址, start_end 数据段结束地址*/

　　unsigned long start_brk, brk, start_stack; /*start_brk 和brk记录有关堆的信息, start_brk是用户虚拟地址空间初始化时，堆的结束地址, brk 是当前堆的结束地址, start_stack 是栈的起始地址*/

　　unsigned long arg_start, arg_end, env_start, env_end; /*arg_start 参数段的起始地址, arg_end 参数段的结束地址, env_start 环境段的起始地址, env_end 环境段的结束地址*/

　　unsigned long rss, total_vm, locked_vm;

　　unsigned long def_flags;

　　unsigned long cpu_vm_mask;

　　unsigned long swap_address;
....
};