Linux页框分配器之内存碎片化整理

Stella981
• 阅读 692

页框分配器在慢速分配中包括内存碎片化整理和内存回收,代码如下:

static inline struct page * __alloc_pages_slowpath(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,       struct alloc_context *ac) {   page = __alloc_pages_direct_compact(gfp_mask, order,        alloc_flags, ac,       INIT_COMPACT_PRIORITY,       &compact_result);   ......   page = __alloc_pages_direct_reclaim(gfp_mask, order, alloc_flags, ac,         &did_some_progress);   ...... }

出于篇幅设计,这次我们只讲内存的碎片化整理,下文再讲内存回收。

什么是内存碎片化

Linux物理内存碎片化包括两种:内部碎片化和外部碎片化。

内部碎片化:

指分配给用户的内存空间中未被使用的部分。例如进程需要使用3K bytes物理内存,于是向系统申请了大小等于3Kbytes的内存,但是由于Linux内核伙伴系统算法最小颗粒是4K bytes,所以分配的是4Kbytes内存,那么其中1K bytes未被使用的内存就是内存内碎片。

外部碎片化:

指系统中无法利用的小内存块。例如系统剩余内存为16K bytes,但是这16K bytes内存是由4个4K bytes的页面组成,即16K内存物理页帧号#1不连续。在系统剩余16K bytes内存的情况下,系统却无法成功分配大于4K的连续物理内存,该情况就是内存外碎片导致。

碎片化整理算法

Linux内存对碎片化的整理算法主要应用了内核的页面迁移机制,是一种将可移动页面进行迁移后腾出连续物理内存的方法。

假设存在一个非常小的内存域如下:Linux页框分配器之内存碎片化整理 蓝色表示空闲的页面,白色表示已经被分配的页面,可以看到如上内存域的空闲页面(蓝色)非常零散,无法分配大于两页的连续物理内存。

下面演示一下内存规整的简化工作原理,内核会运行两个独立的扫描动作:第一个扫描从内存域的底部开始,一边扫描一边将已分配的可移动(MOVABLE)页面记录到一个列表中:Linux页框分配器之内存碎片化整理 另外第二扫描是从内存域的顶部开始,扫描可以作为页面迁移目标的空闲页面位置,然后也记录到一个列表里面:Linux页框分配器之内存碎片化整理 等两个扫描在域中间相遇,意味着扫描结束,然后将左边扫描得到的已分配的页面迁移到右边空闲的页面中,左边就形成了一段连续的物理内存,完成页面规整。Linux页框分配器之内存碎片化整理

碎片化整理的三种方式

`static struct page *
__alloc_pages_direct_compact(gfp_t gfp_mask, unsigned int order,
  unsigned int alloc_flags, const struct alloc_context *ac,
  enum compact_priority prio, enum compact_result *compact_result)
{
 struct page *page;
 unsigned int noreclaim_flag;

 if (!order)
  return NULL;

 noreclaim_flag = memalloc_noreclaim_save();
 *compact_result = try_to_compact_pages(gfp_mask, order, alloc_flags, ac,
         prio);
 memalloc_noreclaim_restore(noreclaim_flag);

 if (*compact_result <= COMPACT_INACTIVE)
  return NULL;

 count_vm_event(COMPACTSTALL);

 page = get_page_from_freelist(gfp_mask, order, alloc_flags, ac);

 if (page) {
  struct zone *zone = page_zone(page);

  zone->compact_blockskip_flush = false;
  compaction_defer_reset(zone, order, true);
  count_vm_event(COMPACTSUCCESS);
  return page;
 }

 count_vm_event(COMPACTFAIL);

 cond_resched();

 return NULL;
}
`

这也是上面memory compaction算法的代码实现。

在linux内核里一共有3种方式可以碎片化整理,我们总结如下:Linux页框分配器之内存碎片化整理

这里就不展开源码的解析了,有了宏观的理解然后再去网上搜下具体实现细节相信不是什么难事,OK,我们进入下面的文章内容:内存回收(memory reclaim)。

Linux页框分配器之内存碎片化整理

本文分享自微信公众号 - 人人都是极客(rrgeek)。
如有侵权,请联系 support@oschina.cn 删除。
本文参与“OSC源创计划”,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

点赞
收藏
评论区
推荐文章
blmius blmius
2年前
MySQL:[Err] 1292 - Incorrect datetime value: ‘0000-00-00 00:00:00‘ for column ‘CREATE_TIME‘ at row 1
文章目录问题用navicat导入数据时,报错:原因这是因为当前的MySQL不支持datetime为0的情况。解决修改sql\mode:sql\mode:SQLMode定义了MySQL应支持的SQL语法、数据校验等,这样可以更容易地在不同的环境中使用MySQL。全局s
Jacquelyn38 Jacquelyn38
2年前
2020年前端实用代码段,为你的工作保驾护航
有空的时候,自己总结了几个代码段,在开发中也经常使用,谢谢。1、使用解构获取json数据let jsonData  id: 1,status: "OK",data: 'a', 'b';let  id, status, data: number   jsonData;console.log(id, status, number )
皕杰报表之UUID
​在我们用皕杰报表工具设计填报报表时,如何在新增行里自动增加id呢?能新增整数排序id吗?目前可以在新增行里自动增加id,但只能用uuid函数增加UUID编码,不能新增整数排序id。uuid函数说明:获取一个UUID,可以在填报表中用来创建数据ID语法:uuid()或uuid(sep)参数说明:sep布尔值,生成的uuid中是否包含分隔符'',缺省为
Stella981 Stella981
2年前
KVM调整cpu和内存
一.修改kvm虚拟机的配置1、virsheditcentos7找到“memory”和“vcpu”标签,将<namecentos7</name<uuid2220a6d1a36a4fbb8523e078b3dfe795</uuid
Stella981 Stella981
2年前
Python之time模块的时间戳、时间字符串格式化与转换
Python处理时间和时间戳的内置模块就有time,和datetime两个,本文先说time模块。关于时间戳的几个概念时间戳,根据1970年1月1日00:00:00开始按秒计算的偏移量。时间元组(struct_time),包含9个元素。 time.struct_time(tm_y
Wesley13 Wesley13
2年前
mysql设置时区
mysql设置时区mysql\_query("SETtime\_zone'8:00'")ordie('时区设置失败,请联系管理员!');中国在东8区所以加8方法二:selectcount(user\_id)asdevice,CONVERT\_TZ(FROM\_UNIXTIME(reg\_time),'08:00','0
Wesley13 Wesley13
2年前
00:Java简单了解
浅谈Java之概述Java是SUN(StanfordUniversityNetwork),斯坦福大学网络公司)1995年推出的一门高级编程语言。Java是一种面向Internet的编程语言。随着Java技术在web方面的不断成熟,已经成为Web应用程序的首选开发语言。Java是简单易学,完全面向对象,安全可靠,与平台无关的编程语言。
Stella981 Stella981
2年前
Django中Admin中的一些参数配置
设置在列表中显示的字段,id为django模型默认的主键list_display('id','name','sex','profession','email','qq','phone','status','create_time')设置在列表可编辑字段list_editable
Wesley13 Wesley13
2年前
MySQL部分从库上面因为大量的临时表tmp_table造成慢查询
背景描述Time:20190124T00:08:14.70572408:00User@Host:@Id:Schema:sentrymetaLast_errno:0Killed:0Query_time:0.315758Lock_
Python进阶者 Python进阶者
3个月前
Excel中这日期老是出来00:00:00,怎么用Pandas把这个去除
大家好,我是皮皮。一、前言前几天在Python白银交流群【上海新年人】问了一个Pandas数据筛选的问题。问题如下:这日期老是出来00:00:00,怎么把这个去除。二、实现过程后来【论草莓如何成为冻干莓】给了一个思路和代码如下:pd.toexcel之前把这