Linux内核页框管理：动态内存分配与释放策略

"本文档深入探讨了Linux内存管理中的关键概念，特别是针对页框管理的部分。Linux内存管理充分利用了x86架构的分段和分页机制，将逻辑地址映射到物理地址，确保系统的高效运行。动态存储器是内存管理的核心，它包括进程和内核所需的空间，被视为稀缺资源，因此必须进行有效管理，遵循按需分配和释放的原则。 页框是Linux内存管理的基本单元，大小为4KB，这与大多数磁盘块大小相匹配，有助于提高传输效率和内存管理的便捷性。对于1GB物理内存，Linux会对应128K个页框。内核需要精确跟踪每个页框的状态，包括其归属（用户进程、内核数据、缓存等）、占用情况以及占用者的信息。 页描述符是内核用于管理物理内存的关键数据结构，每个物理页框都有一个对应的页描述符，存储在`structpage`结构中，并以`mem_map`数组的形式进行组织。`mem_map`是一个连续的内存区域，包含了整个系统的所有页框描述符，使得内核能够快速查找和管理这些页框。 页框管理涉及动态分配和释放过程，当某个页框不再被使用时，如果它不是保留的（PG_reserved标志为0），内核会通过`__free_pages_ok()`函数减少描述符的引用计数。当计数降为0时，页框会被标记为空闲并放入适当的空闲页框链表中，以便后续分配。 此外，文档还提到了小内存管理和非连续存储区管理，这些是在页框管理的基础上，针对特定场景下的优化策略，以进一步提升内存使用效率和系统的整体性能。Linux内存管理是一个复杂且精细的过程，它在保证系统稳定性和响应速度的同时，也兼顾了资源的有效利用。"