【Linux 内核 内存管理】分区伙伴分配器 ⑥ ( zone 结构体中水线控制相关成员 | 在 Ubuntu 中查看内存区域水位线 )

上一篇博客 【Linux 内核 内存管理】分区伙伴分配器 ⑤ ( 区域水线 | 区域水线数据结构 zone_watermarks 枚举 | 内存区域 zone 中的区域水线 watermark 成员 ) 中讲解了 区域水线概念 , 本篇博客中开始分析 根据水线 进行 水位控制 的机制 ;

WMARK_HIGH 高水位 , WMARK_LOW 低水位 , WMARK_MIN 最低水位 , $3$ 个水位线 , 将 " 内存区域 " 分割成 $4$ 部分 ;

enum zone_watermarks {WMARK_MIN,WMARK_LOW,WMARK_HIGH,NR_WMARK
};#define min_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_MIN])
#define low_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_LOW])
#define high_wmark_pages(z) (z->watermark[WMARK_HIGH])

源码路径 : linux-4.12\include\linux\mmzone.h#255

一、zone 结构体中水线控制相关成员 ( managed_pages | spanned_pages | present_pages )

在 linux 内核源码中 描述 " 内存区域 " 的结构体 struct zone 中 , 有几个重要的参数 , 用于 控制 区域水线水位 :

managed_pages 成员 表示 伙伴分配器 管理的 物理页个数 ; 使用 如下 公式进行计算 :

$$\mathrm{z}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{e}\_\mathrm{e}\mathrm{n}\mathrm{d}\_\mathrm{p}\mathrm{f}\mathrm{n}-\mathrm{z}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{e}\_\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{t}\_\mathrm{p}\mathrm{f}\mathrm{n}$$

spanned_pages 成员 表示 内存区域 的 所有可用物理页 个数 , 包括 内存空洞 ; 使用 如下 公式进行计算 :

$$\mathrm{s}\mathrm{p}\mathrm{a}\mathrm{n}\mathrm{n}\mathrm{e}\mathrm{d}\_\mathrm{p}\mathrm{a}\mathrm{g}\mathrm{e}\mathrm{s}-\mathrm{h}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{e}\_\mathrm{p}\mathrm{a}\mathrm{g}\mathrm{e}\mathrm{s}$$

present_pages 成员 表示 当前 内存区域 的 物理页个数 , 不包括 内存空洞 ; 是通过 伙伴分配器 管理的 物理页 ; 使用 如下 公式进行计算 :

$$\mathrm{p}\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{n}\mathrm{t}\_\mathrm{p}\mathrm{a}\mathrm{g}\mathrm{e}\mathrm{s}-\mathrm{r}\mathrm{e}\mathrm{s}\mathrm{e}\mathrm{r}\mathrm{v}\mathrm{e}\mathrm{d}\_\mathrm{p}\mathrm{a}\mathrm{g}\mathrm{e}\mathrm{s}$$

present_pages、 spanned_pages、 managed_pages 三者之间有如下关系 :

spanned_pages ( 内存区域所有可用物理页数 有空洞 ) >
present_pages ( 当前区域物理页数 无空洞 ) >
managed_pages ( 伙伴分配器管理的物理页数 )

参考 【Linux 内核 内存管理】物理内存组织结构 ④ ( 内存区域 zone 简介 | zone 结构体源码分析 | zone 结构体源码 ) 博客 ;

struct zone 结构体相关源码 :

struct zone {/* Read-mostly fields *//* zone watermarks, access with *_wmark_pages(zone) macros */unsigned long watermark[NR_WMARK];...unsigned long		managed_pages;unsigned long		spanned_pages;unsigned long		present_pages;...
}

源码路径 : linux-4.12\include\linux\mmzone.h#427

二、在 Ubuntu 中查看内存区域水位线

在 Ubuntu 的 命令行 中 , 执行

cat /proc/zoneinfo

命令 , 查看 " 内存区域 " 信息 ;

输出内容中 , 其中 Normal 区域的信息如下 :

Node 0, zone   Normalpages free     5754min      4615low      5768high     6921spanned  262144present  262144managed  236760protection: (0, 0, 0, 0, 0)

DMA32 区域的信息如下 :

Node 0, zone    DMA32pages free     43834min      12202low      15252high     18302spanned  1044480present  782288managed  759709protection: (0, 0, 924, 924, 924)

DMA 区域的信息如下 :

Node 0, zone      DMAper-node statsnr_inactive_anon 10820nr_active_anon 320858nr_inactive_file 231022nr_active_file 234555nr_unevictable 16nr_slab_reclaimable 44884nr_slab_unreclaimable 18674nr_isolated_anon 0nr_isolated_file 0

输出完整内容 :

han@ubuntu:~$ cat /proc/zoneinfo
Node 0, zone      DMAper-node statsnr_inactive_anon 10820nr_active_anon 320858nr_inactive_file 231022nr_active_file 234555nr_unevictable 16nr_slab_reclaimable 44884nr_slab_unreclaimable 18674nr_isolated_anon 0nr_isolated_file 0workingset_nodes 0workingset_refault 0workingset_activate 0workingset_restore 0workingset_nodereclaim 0nr_anon_pages 320578nr_mapped    153680nr_file_pages 476705nr_dirty     26878nr_writeback 0nr_writeback_temp 0nr_shmem     11129nr_shmem_hugepages 0nr_shmem_pmdmapped 0nr_file_hugepages 0nr_file_pmdmapped 0nr_anon_transparent_hugepages 0nr_unstable  0nr_vmscan_write 0nr_vmscan_immediate_reclaim 0nr_dirtied   287542nr_written   244390nr_kernel_misc_reclaimable 0pages free     3968min      77low      96high     115spanned  4095present  3997managed  3976protection: (0, 2445, 3369, 3369, 3369)nr_free_pages 3968nr_zone_inactive_anon 0nr_zone_active_anon 0nr_zone_inactive_file 0nr_zone_active_file 0nr_zone_unevictable 0nr_zone_write_pending 0nr_mlock     0nr_page_table_pages 0nr_kernel_stack 0nr_bounce    0nr_zspages   0nr_free_cma  0numa_hit     1numa_miss    0numa_foreign 0numa_interleave 0numa_local   1numa_other   0pagesetscpu: 0count: 0high:  0batch: 1vm stats threshold: 6cpu: 1count: 0high:  0batch: 1vm stats threshold: 6cpu: 2count: 0high:  0batch: 1vm stats threshold: 6cpu: 3count: 0high:  0batch: 1vm stats threshold: 6node_unreclaimable:  0start_pfn:           1
Node 0, zone    DMA32pages free     43834min      12202low      15252high     18302spanned  1044480present  782288managed  759709protection: (0, 0, 924, 924, 924)nr_free_pages 43834nr_zone_inactive_anon 8454nr_zone_active_anon 245858nr_zone_inactive_file 181846nr_zone_active_file 177532nr_zone_unevictable 4nr_zone_write_pending 26534nr_mlock     4nr_page_table_pages 5641nr_kernel_stack 8472nr_bounce    0nr_zspages   0nr_free_cma  0numa_hit     4159869numa_miss    0numa_foreign 0numa_interleave 192366numa_local   4159869numa_other   0pagesetscpu: 0count: 50high:  378batch: 63vm stats threshold: 36cpu: 1count: 335high:  378batch: 63vm stats threshold: 36cpu: 2count: 300high:  378batch: 63vm stats threshold: 36cpu: 3count: 121high:  378batch: 63vm stats threshold: 36node_unreclaimable:  0start_pfn:           4096
Node 0, zone   Normalpages free     5754min      4615low      5768high     6921spanned  262144present  262144managed  236760protection: (0, 0, 0, 0, 0)nr_free_pages 5754nr_zone_inactive_anon 2366nr_zone_active_anon 75000nr_zone_inactive_file 49176nr_zone_active_file 57023nr_zone_unevictable 12nr_zone_write_pending 344nr_mlock     12nr_page_table_pages 5556nr_kernel_stack 7096nr_bounce    0nr_zspages   0nr_free_cma  0numa_hit     839519numa_miss    0numa_foreign 0numa_interleave 223408numa_local   839519numa_other   0pagesetscpu: 0count: 253high:  378batch: 63vm stats threshold: 24cpu: 1count: 202high:  378batch: 63vm stats threshold: 24cpu: 2count: 325high:  378batch: 63vm stats threshold: 24cpu: 3count: 291high:  378batch: 63vm stats threshold: 24node_unreclaimable:  0start_pfn:           1048576
Node 0, zone  Movablepages free     0min      0low      0high     0spanned  0present  0managed  0protection: (0, 0, 0, 0, 0)
Node 0, zone   Devicepages free     0min      0low      0high     0spanned  0present  0managed  0protection: (0, 0, 0, 0, 0)
han@ubuntu:~$