Linux物理內存描述

linux使用於廣泛的體系結構，因此需要用一種與體系結構無關的方式來描述內存。linux用VM描述和管理內存。在VM中獸藥的普遍概念就是非一致內存訪問。對於大型機器而言，內存會分成許多簇，依據簇與處理器“距離”的不同，訪問不同的簇會有不同的代價。

每個簇都被認為是一個節點（pg_data_t)，每個節點被分成很多的成為管理區（zone)的塊，用於表示內存中的某個范圍。除了ZONE_DMA,ZONE_NORMAL,ZONE_HIGHMEM以外，linux2.6.32中引入了ZONE_MOVABLE，用於適應大塊連續內存的分配。

每個物理頁面由一個page結構體描述，所有的結構都存儲在一個全局的mem_map數組中（非平板模式），該數組通常存放在ZONE_NORMAL的首部，或者就在校內存系統中為裝入內核映像而預留的區域之後。

節點

內存的每個節點都有pg_data_t描述，在分配一個頁面時，linux采用節點局部分配的策略，從最靠近運行中的CPU的節點分配內存。由於進程往往是在同一個CPU上運行，因此從當前節點得到的內存很可能被用到。

1. /*
2. * The pg_data_t structure is used in machines with CONFIG_DISCONTIGMEM
3. * (mostly NUMA machines?) to denote a higher-level memory zone than the
4. * zone denotes.
5. *
6. * On NUMA machines, each NUMA node would have a pg_data_t to describe
7. * it's memory layout.
8. *
9. * Memory statistics and page replacement data structures are maintained on a
10. * per-zone basis.
11. */
12. struct bootmem_data;
13. typedef struct pglist_data {
14. /*該節點內的內存區。可能的區域類型用zone_type表示。 */
15. struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];
16. /* 該節點的備用內存區。當節點沒有可用內存時，就從備用區中分配內存。*/
17. struct zonelist node_zonelists[MAX_ZONELISTS];
18. /*可用內存區數目，即node_zones數據中保存的最後一個有效區域的索引*/
19. int nr_zones;
20. #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* means !SPARSEMEM */
21. /* 在平坦型的內存模型中，它指向本節點第一個頁面的描述符。 */
22. struct page *node_mem_map;
23. #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR
24. /*cgroup相關*/
25. struct page_cgroup *node_page_cgroup;
26. #endif
27. #endif
28. /**
29. * 在內存子系統初始化以前，即boot階段也需要進行內存管理。
30. * 此結構用於這個階段的內存管理。
31. */
32. struct bootmem_data *bdata;
33. #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
34. /*
35. * Must be held any time you expect node_start_pfn, node_present_pages
36. * or node_spanned_pages stay constant. Holding this will also
37. * guarantee that any pfn_valid() stays that way.
38. *
39. * Nests above zone->lock and zone->size_seqlock.
40. */
41. /*當系統支持內存熱插撥時，用於保護本結構中的與節點大小相關的字段。
42. 哪調用node_start_pfn，node_present_pages，node_spanned_pages相關的代碼時，需要使用該鎖。
43. */
44. spinlock_t node_size_lock;
45. #endif
46. /*起始頁面幀號，指出該節點在全局mem_map中
47. 的偏移*/
48. unsigned long node_start_pfn;
49. unsigned long node_present_pages; /* total number of physical pages */
50. unsigned long node_spanned_pages; /* total size of physical page range, including holes */
51. /*節點編號*/
52. int node_id;
53. /*等待該節點內的交換守護進程的等待隊列。將節點中的頁幀換出時會用到。*/
54. wait_queue_head_t kswapd_wait;
55. /*負責該節��的交換守護進程。*/
56. struct task_struct *kswapd;
57. /*由頁交換子系統使用，定義要釋放的區域大小。*/
58. int kswapd_max_order;
59. } pg_data_t;