06 内存（上）划分与组织内存-天天简讯

手机

iphone11大小尺寸是多少？苹果iPhone11和iPhone13的区别是什么？

警方通报辅警执法直播中被撞飞：犯罪嫌疑人已投案

06 内存（上）划分与组织内存-天天简讯

2023-04-25 16:58:20 来源：博客园

分段分页的问题：

(相关资料图)

表示方式和状态确定角度：段的长度和大小不一，页大小固定，只需用位图就能表示页的分配与释放；

内存碎片的利用：段的内存碎片会难以利用，页碎片可以利用修改页表的方式，让连续的虚拟页面映射到非连续的物理页面；

内存和硬盘的数据交换效率：遇到内存不足时系统会将一部分数据写回硬盘，释放内存，段的交换时间不一，页没有这个问题；

段最大的问题就是是的虚拟内存地址空间难于实施；因此选择页管理内存；4KB，也正好对应长模式下MMU 4KB的分页方式；

如何表示一个页：

真实的物理页内存布局信息来源于：e820map_t 结构数组，在初始化时已经转换为phymmarge_t结构数组了；

若用位图表示页的话：低效，且信息能表示的少；我们还需要页的状态，页的地址，分配模式，类型，链表等，所以考虑用结构体实现；

msadsc_t 结构体；包括内存空间地址描述符标志 msadflgs_t结构体，物理地址和标志 phyadrflgs_t结构体；

内存区：

将多个页面划分为几个内存区，如硬件区、内核区、应用区；方便管理；

硬件区：0~32MB范围，常见的网卡、AHCI、DMA方式，外部设备直接和内存交换数据，不通过CPU的MMU，且只能访问低于24MB的物理内存，所以就将这部分规定用作硬件区分配页；

内核区：内核也使用内存，运行在虚拟地址空间，需要有一段物理内存和虚拟地址空间是线性映射关系；内核使用内存需要更大、连续的物理内存空间，就在这个区分配；

应用区：给应用用户态程序使用，系统并不会为应用一次性分配完所需的所有物理内存，而是按需分配，用到一页分配一页；；如果访问到一个没有与物理内存页建立映射关系的虚拟内存页，这时候CPU就会产生缺页异常，最终这个缺页异常由系统处理，系统会分配一个物理内存页，并建好映射关系；这是因为这种情况往往分配的是单个页面，所以为了给单个页面提供快捷的内存请求服务，就需要把离散的单页、或者是内核自身需要建好页表才可以访问的页面，统统收归用户区；；

表示内存区的结构：memarea_t 结构体，包括内存区开始地址和结束地址，里面有多少个物理页面，已经分配多少个物理页面；

接下来要把内存区数据结构和内存页面数据结构关联起来；

组织内存页：

定义一个挂载msadsc_t 结构的数据结构 bafhlst_t 结构体，其中需要锁、状态、msadsc_t结构数量、挂载msadsc_t结构的链表、一些统计数据；

这个数据结构只是有了挂载msadsc_t结构的地方，形成了bafhlst_t 结构数组，并且把这个bafhlst_t 结构数组放在一个内存分割合并的数据结构中 memdivmer_t ；

分割：表示分配内存，合并：释放内存；

其中 dm_mdmlielst 结构代表 bafhlsh_t 结构数组，挂载连续的 msadsc_t 结构数量等于这个数组下标值左移之后的值，最大值是51，因为2^51 * 2 ^ 12 = 2 ^ 63，对于64位系统，只需要这样的两个数组就能完整表示所有内存；这样做的意义：

1、内存对齐，提升CPU寻址速度 2、内存分配时，根据需求大小快速定位至少从哪一部分开始 3、内存分配时，并发加锁，分组可以提升效率 4、内存分配回收时，很多计算也更简单

我们并不在意其中第一个 msadsc_t结构数组对应的内存物理地址从哪里开始，但是第一个 msdasc_t 结构与最后一个msadsc_t 结构，它们之间的内存物理地址之间是连续的；

memarea_t 结构体包含一个内存分割合并 memdivmer_t 结构，这个结构中又包含 dm_mdmlielst 数组；数组中挂载了 msadsc_t 结构；

如下图：

关键词：