【Linux 内核 内存管理】分区伙伴分配器 ② ( free_area 空闲区域结构体源码 | 分配标志位 | GFP_ZONE_TABLE 标志位区域类型映射表 |分配标志位对应的内存区域类型 )

一、free_area 空闲区域结构体源码分析

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上一篇博客 【Linux 内核 内存管理】分区伙伴分配器 ① ( 分区伙伴分配器源码数据结构 | free_area 空闲区域数组 | MAX_ORDER 宏定义 | 空闲区域的页最大阶数 ) 中 ,

分析到 内存区域 zone 结构体中的 free_area 成员 , 就是用于维护 空闲页块 的 数组 数据结构 , 该 free_area 数组的 下标索引 对应 页块 阶数 ;

free_area 结构体定义在 Linux 内核源码 linux-4.12\include\linux\mmzone.h#95 位置 ;

MIGRATE_TYPES 是枚举类型 , 值为 $4$ ;

struct free_area {
    
    
	struct list_head	free_list[MIGRATE_TYPES];
	unsigned long		nr_free;
};

源码路径 : linux-4.12\include\linux\mmzone.h#95

二、分配标志位

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申请 物理页 时 , 内存区域 类型 是 根据 最低的 $4$ 个标志位 确定的 ;

常用的 $4$ 个标志位如下 , 这些标志位定义在 Linux 内核源码 linux-4.12\include\linux\gfp.h#18 位置 ;

/* Plain integer GFP bitmasks. Do not use this directly. */
#define ___GFP_DMA		0x01u
#define ___GFP_HIGHMEM		0x02u
#define ___GFP_DMA32		0x04u
#define ___GFP_MOVABLE		0x08u

源码路径 : linux-4.12\include\linux\gfp.h#18

三、GFP_ZONE_TABLE 标志位区域类型映射表

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Linux 内核中 , 使用了 GFP_ZONE_TABLE 宏 , 定义了 " 标志位组合 " 与 " 区域类型 " 之间的映射 ,

GFP_ZONES_SHIFT 是 区域类型 对应的 位数 ,

GFP_ZONE_TABLE 中 , 每个 标志位组合 映射到 $32$ 位的 整型 的指定位置 ,

其中 偏移 是 标志组合 * 区域类型位数 ;

#define GFP_ZONE_TABLE ( \
	(ZONE_NORMAL << 0 * GFP_ZONES_SHIFT)				       \
	| (OPT_ZONE_DMA << ___GFP_DMA * GFP_ZONES_SHIFT)		       \
	| (OPT_ZONE_HIGHMEM << ___GFP_HIGHMEM * GFP_ZONES_SHIFT)	       \
	| (OPT_ZONE_DMA32 << ___GFP_DMA32 * GFP_ZONES_SHIFT)		       \
	| (ZONE_NORMAL << ___GFP_MOVABLE * GFP_ZONES_SHIFT)		       \
	| (OPT_ZONE_DMA << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA) * GFP_ZONES_SHIFT)    \
	| (ZONE_MOVABLE << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_HIGHMEM) * GFP_ZONES_SHIFT)\
	| (OPT_ZONE_DMA32 << (___GFP_MOVABLE | ___GFP_DMA32) * GFP_ZONES_SHIFT)\
)

四、分配标志位对应的内存区域类型

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源码路径 : linux-4.12\include\linux\gfp.h#296

上述标志位对应的区域类型如下 :

• ___GFP_DMA 标志 , 对应 ZONE_DMA 内存区域类型 ;
• ___GFP_HIGHMEM 标志 , 对应 ZONE_HIGHMEM 内存区域类型 ;
• ___GFP_DMA32 标志 , 对应 ZONE_DMA32 内存区域类型 ;

#ifdef CONFIG_HIGHMEM
#define OPT_ZONE_HIGHMEM ZONE_HIGHMEM
#else
#define OPT_ZONE_HIGHMEM ZONE_NORMAL
#endif

#ifdef CONFIG_ZONE_DMA
#define OPT_ZONE_DMA ZONE_DMA
#else
#define OPT_ZONE_DMA ZONE_NORMAL
#endif

#ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
#define OPT_ZONE_DMA32 ZONE_DMA32
#else
#define OPT_ZONE_DMA32 ZONE_NORMAL
#endif

源码路径 : linux-4.12\include\linux\gfp.h#296

内存区域类型 参考 【Linux 内核 内存管理】物理内存组织结构 ⑤ ( 内存区域 zone 类型简介 | 内存区域类型zone_type 枚举源码分析 | zone_type 枚举源码 ) 博客 ;