操作系统教程ch4-4.7Linux虚存.ppt

4.7Linux虚拟存储管理

4.7.1物理内存管理4.7.2进程虚拟地址空间管理4.7.3页表机制4.7.4缺页异常处理4.7.1物理内存管理

1.物理内存数据结构为了管理非均质存储结构，物理内存分三个层次管理：(1)页框(2)管理区(3)存储节点

存储节点、管理区、页框的关系

存储节点存储区页框…页框存储区页框…页框……(1)页框管理?物理内存划分成页框，其长度与页面相等，所有页框都由mem_map表描述，初始化时通过free_area_init()函数创建。?mem_map本身是由mem_map_t组成的数组，每个mem_map_t描述一个页框，数组就代表系统中的全部页框，数组下标就是物理页框的序号。?内核用此结构体来管理页框，了解页框的使用情况，例如，是否空闲?是否被占用?谁拥有页框内的页面(如用户进程、内核数据或页缓冲)。mem_map_ttypedefstructpage{/*page数据结构*/structlist_headlist；/*list_head是通用双向链队列结构，链接page*/structpage*next_hash；/*pagecache的hash表中的后继指针*/atomic_tcount；/*访问此页框的进程个数*/unsignedlongflags；/*标志位*/unsigneddirty；/*修改标志*/structlist_headlru；/*页面换出链表或活跃链表*/unsignedlongage；/*页面的年龄，越小越先换出*/unsignedlongmap_nr；/*页框在mem_map表中的下标*/structpage**pprev_hash；/*pagecache的hash表中的前向指针*/structbuffer_head*buffers；/*若该页框用做缓冲区，指示缓冲区地址*/structinode*inode；/*页框内存放代码或数据所属文件的inode*/unsignedlongoffset；/*页框内存放代码或数据所属文件的位移*/structzone_structzone；/*页框所在管理区*/}mem_map_t；(2)管理区管理

内存被划分成三个区：ZONE_DMA区，专供DMA使用；ZONE_NORMAL区，被常规使用；ZONE_HIGHMEM区，内核不能直接映射区。设置ZONE_DMA是保证磁盘I/O所需的连续物理页框，ZONE_NORMAL里的页框用作通常的内存分配。zone_struct描述：

typedefstructzone_struct{spinlock_tlock;/*自旋锁，保证对zone的互斥访问*/unsignedlongoffset;/*offset表示该分区在mem_map中的起始页框号*/unsignedlongfree_pages；/*该区空闲页框数*/unsignedlongpages_min，pages_low，pages_high;/*该区最少、次少和最多页框数描述*/free_area_tfree_area［MAX_ORDER］；/*伙伴系统中的空闲页框链表数组*/structpglist_data*zone_pgdat；/*该区所在存储节点pglist_data*/structpage*zone_mem_map；/*该区内存映射表*/unsignedlongzone_start_paddr;/*该区起始物理地址*/unsignedlongzone_start_mapnr;/*在mem_map中的下标*/unsignedlongsize;/*管理区物理内存大小*/char*name;/*管理区的名字*/}zone_t；(3)存储节点管理typedefstructpglist_data{/*存储节点的结构*/