typedef struct pglist_data {zone_t node_zones[MAX_NR_ZONES];zonelist_t node_zonelists[GFP_ZONEMASK+1];int nr_zones;struct page *node_mem_map;unsigned long *valid_addr_bitmap;struct bootmem_data *bdata;unsigned long node_start_paddr;unsigned long node_start_mapnr;unsigned long node_size;int node_id;struct pglist_data *node_next;} pg_data_t;下面就该结构中的主要域进行说明: 域说明 Node_zones该结点的zone类型，一般包括ZONE_HIGHMEM、ZONE_NORMAL和ZONE_DMA三类 Node_zonelists 分配时内存时zone的排序。它是由free_area_init_core()通过page_alloc.c中 build_zonelists() 设置 zone 的顺序nr_zones 该结点的zone个数，可以从1到3，但并不是所有的结点都需要有3个 zonenode_mem_map它是struct page数组的第一页，该数组表示结点中的每个物理页框。根据该结点在系统中的顺序，它可在全局 mem_map数组中的某个位Valid_addr_bitmap用于描述结点内存空洞的位图,node_start_paddr该结点的起始物理地址。 node_start_mapnr给出在全局mem_map中的页偏移，在free_area_init_core()计算在mem_map和 lmem_map之间的该结点的页框数目，node_size该zone内的页框总数，node_id该结点的ID，全系统结点ID从0开始。系统中所有结点都维护在pgdat_list列表中，在init_bootmem_core函数中完成该列表初始化工作。 2.2 Zone 每个结点的内存被分为多个块，称为zones，它表示内存中一段区域。一个zone用struct_zone_t结构描述，zone的类型主要有 ZONE_DMA、ZONE_NORMAL和ZONE_HIGHMEM。ZONE_DMA位于低端的内存空间，用于某些旧的ISA设备。 ZONE_NORMAL的内存直接映射到Linux内核线性地址空间的高端部分，许多内核操作只能在ZONE_NORMAL中进行。例如，在X86中， zone的物理地址如下: 类型 地址范围 ZONE_DMA前16MB内存；ZONE_NORMAL 16MB - 896MB；ZONE_HIGHMEM 896 MB以上。Zone是用struct zone_t描述的，它跟踪页框使用、空闲区域和锁等信息，具体描述如下:
typedef struct zone_struct {spinlock_t lock;unsigned long free_pages;unsigned long pages_min, pages_low, pages_high;int need_balance;free_area_t free_area[MAX_ORDER];wait_queue_head_t * wait_table;unsigned long wait_table_size;unsigned long wait_table_shift;struct pglist_data *zone_pgdat;struct page *zone_mem_map;unsigned long zone_start_paddr;unsigned long zone_start_mapnr;char *name;unsigned long size;} zone_t;下面就该结构中的主要域进行说明: 域说明 Lock旋转锁，用于保护该zone,free_pages 该zone空闲页总数pages_min,pages_low, pages_high Zone的阈值,need_balance 该标志告诉kswapd需要对该zone的页进行交换,Free_area 空闲区域的位图，用于buddy分配器。wait_table等待释放该页进程的队列散列表，这对wait_on_page()和unlock_page()是非常重要的。当进程都在一条队列上等待时，将引起进程的抖动。zone_mem_map 全局mem_map中该zone所引用的第一页。 zone_start_paddr 含义与node_start_paddr类似。zone_start_mapnr含义与 node_start_mapnr类似。Name 该zone的名字。如，“DMA”，“Normal”或“HighMem”。Size Zone的大小，以页为单位。 当系统中可用的内存比较少时，kswapd将被唤醒，并进行页交换。如果需要内存的压力非常大，进程将同步释放内存。如前面所述，每个zone有三个阈值，称为pages_low，pages_min和pages_high，用于跟踪该zone的内存压力。pages_min的页框数是由内存初始化 free_area_init_core函数，根据该zone内页框的比例计算的，最小值为20页，最大值一般为255页。当到达pages_min时，分配器将采用同步方式进行kswapd的工作;当空闲页的数目达到pages_low时，kswapd被buddy分配器唤醒，开始释放页;当达到 pages_high时，kswapd将被唤醒，此时kswapd不会考虑如何平衡该zone，直到有pages_high空闲页为止。一般情况下， pages_high缺省值是pages_min的3倍。 Linux存储管理的这种层次式结构可以将ACPI的SRAT和SLIT信息与Node、Zone实现有效的映射，从而克服了传统Linux中平坦式结构无法反映NUMA架构的缺点。当一个任务请求分配内存时，Linux采用局部结点分配策略，首先在自己的结点内寻找空闲页;如果没有，则到相邻的结点中寻找空闲页;如果还没有，则到远程结点中寻找空闲页，从而在操作系统级优化了访存性能。 更多内容请看Linux服务器配置 操作系统 系统管理专题，或
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