【Linux 内核 内存管理】伙伴分配器 ① ( 伙伴分配器引入 | 页块、阶 | 伙伴 )

一、伙伴分配器引入

Linux 内核 初始化 完成之后 , 就会 丢弃 引导内存分配器 , 如 : bootmem 分配器 , memblock 分配器 ;

此时 , 使用 " 页分配器 “ 管理 ” 物理页 " ,

" 伙伴分配器 “ 就是 ” 页分配器 " , 其特点是 算法简单 , 性能高效 ;

二、页块、阶

伙伴分配器 有如下概念 :

页块 ( Page Block ) : 英文名称 Page Block , 指的是 连续的 " 物理页 " ;

阶 ( Order ) : 物理页 的 数量单位 , n n n 阶页块 指的是 2 n 2^n 2n 个 连续的 " 物理页 " ;

如 :

0 0 0 阶页块是 2 0 = 1 2^0 = 1 20=1 个 连续的 " 物理页 " ;

1 1 1 阶页块是 2 1 = 2 2^1 = 2 21=2 个 连续的 " 物理页 " ;

2 2 2 阶页块是 2 2 = 4 2^2 = 4 22=4 个 连续的 " 物理页 " ;

⋮ \vdots ⋮

n n n 阶页块是 2 n 2^n 2n 个 连续的 " 物理页 " ;

三、伙伴

2 2 2 个 n n n 阶 " 页块 ( Page Block ) " 在满足 如下 3 3 3 个条件的前提下 , 可以 称为 " 伙伴 " :

① 页块相邻 : 2 2 2 个 页块 ( Page Block ) 必须相邻 , 其物理地址是连续的 ;

② 页块页号 : 第 1 1 1 个物理页 页号 是 2 n 2^n 2n 的整数倍 ;

③ 合并页块 : 如果需要合并这两个 n n n 阶页块为 n + 1 n + 1 n+1 阶页块 , 则第 1 1 1 页的 物理页 页号必须是 2 n + 1 2^{n + 1} 2n+1 整数倍 ;

0 0 0 页 与 1 1 1 页是伙伴 ;

2 2 2 页 与 3 3 3 页是伙伴 ;

1 1 1 页 与 2 2 2 页不是伙伴 , 这两页如果合并成页块 , 其第一页的页号不是 2 n + 1 2^{n + 1} 2n+1 整数倍 ;