То, как используется разделение памяти на зоны, зависит от аппаратной платформы. Например, для некоторых аппаратных платформ нет проблем с прямым доступом к памяти ни по какому адресу. Для таких платформ зона ZONE_DMA
является пустой, и для всех типов выделения памяти используется зона ZONE_NORMAL
.
Как противоположный пример можно привести платформу x86, для которой устройства ISA[61] не могут выполнять операции DMA в полном 32-разрядном пространстве адресов, так как устройства ISA могут обращаться только к первым 16 Мбайт физической памяти. Следовательно, зона ZONE_DMA
для платформы x86 содержит только страницы памяти с физическими адресами в диапазоне 0-16 Мбайт.
Аналогично используется и зона ZONE_HIGHMEM
. To, что аппаратная платформа может отображать и чего она не может отображать в адресное пространство ядра, отличается для разных аппаратных платформ. Для платформы x86 зона ZONE_HIGHMEM
— это вся память, адреса которой лежат выше отметки 896 Мбайт. Для других аппаратных платформ зона ZONE_HIGHMEM
пуста, так как вся память может непосредственно отображаться. Память, которая содержится в зоне ZONE_HIGHMEM
, называется
Зона ZONE_NORMAL
обычно содержит все, что не попало в две предыдущие зоны памяти. Для аппаратной платформы x86, например, зона ZONE_NORMAL
содержит всю физическую память от 16 до 896 Мбайт. Для других, более удачных аппаратных платформ, ZONE_NORMAL
— это вся доступная память. В табл. 11.1 приведен список зон для аппаратной платформы x86.
Таблица 11.1. Зоны памяти для аппаратной платформы x86
Зона | Описание | Физическая память |
---|---|---|
ZONE_DMA | Страницы памяти, совместимые с ПДП | < 16 Мбайт |
ZONE_NORMAL | Нормально адресуемые страницы | 16 - 896 Мбайт |
ZONE_HIGHMEM | Динамически отображаемые страницы | > 896 Мбайт |
Операционная система разделяет страницы системной памяти на зоны, чтобы иметь пулы страниц для удовлетворения требований выделения памяти. Например, пул зоны ZONE_DMA
дает возможность ядру удовлетворить запрос на выделение памяти, которая необходима для операций DMA. Если нужна такая память, ядро может просто выделить необходимое количество страниц из зоны ZONE_DMA
. Следует обратить внимание, что зоны не связаны с аппаратным обеспечением— это логическое группирование, которое позволяет ядру вести учет страниц; памяти.
Хотя некоторые запросы на выделение памяти могут требовать страницы из определенной зоны, это требование не обязательно может быть жестким. Например, выделение памяти для ПДП требует страницы из зоны ZONE_DMA
, а для обычного выделения памяти могут подойти страницы как из зоны ZONE_NORMAL
так и из зоны ZONE_DMA
. Конечно, для удовлетворения запросов по обычному выделению памяти ядро будет стараться выделять страницы из зоны ZONE_NORMAL
, чтобы сохранить страницы в зоне ZONE_DMA
для случая, когда эти страницы действительно нужны, Если же наступает решающий момент (становится недостаточно памяти), то ядро может обратиться к любой доступной и подходящей зоне.
Каждая зона представлена с помощью структуры struct zone
, которая определена в файле
в следующем виде.
struct zone {
spinlock_t lock;
unsigned long free_pages;
unsigned long pages_min;
unsigned long pages_low;
unsigned long pages_high;
unsigned long protection[MAX_NR_ZONES];
spinlock_t lru_lock;
struct list_head active_list;
struct list_head inactive_list;
unsigned long nr_scan_active;
unsigned long nr_scan_inactive;
unsigned long nr_active;
unsigned long nr_inactive;
int all_unreclaimable;
unsigned long pages_scanned;
int temp_priority;
int prev_priority;
struct free_area free_area[MAX_ORDER];
wait_queue_head_t *wait_table;