Linux内核手帐之内存管理源码分析（一）

最近再阅读LINUX内核内存部分源码，边读便记录，就当知识积累了。（这里分析源码版本是linux 5.7-rc4）

在linux源码中内存无论是以UMA还是NUMA的计算机类型，都是以【NODE->ZONE->PAGE】的数据结构形式管理。这篇文章主要分享的是NODE数据结构中一个重要的组成元素zones[MAX_NR_ZONES]的大小，话不多说，先附上相关部分源码如下（源码所在文件路径是include/linux/mmzone.h）：

typedef struct pglist_data {

struct zone node_zones[MAX_NR_ZONES];

上述代码【pglist_data】这个结构体描述了【NODE】的组成数据元素，其中【node_zones】数组是今天的主角，这是一个【zone】类型的数组，数组含有【MAX_NR_ZONES】个元素，相信阅读过《深入Linux内核架构》这本书的，里面有一句话说【该数组总是有三个的】，但是在这个版本的内核，你会发现这句话不一定是百分正确的了（如果你不相信请往下看）。

首先我们试图找到这个【MAX_NR_ZONES】宏定义在哪，这里有一个坑，当你试图在整个linux源码文件中寻找它时，你会现这样一段代码（在这个kernel/bounds.c文件中），

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

/*

* Generate definitions needed by the preprocessor.

*生成预处理程序所需的定义

......

DEFINE(MAX_NR_ZONES, __MAX_NR_ZONES);

......

说明这个【MAX_NR_ZONES】宏定义是动态生成出来的，而且貌似和【__MAX_NR_ZONES】有一定的关系，为了验证我的猜想，我又继续如下操作，回到include/linux/mmzone.h这个文件中去，有一段代码如下：

enum zone_type {

#ifdef CONFIG_ZONE_DMA

ZONE_DMA,

#endif

#ifdef CONFIG_ZONE_DMA32

ZONE_DMA32,

#endif

ZONE_NORMAL,

#ifdef CONFIG_HIGHMEM

ZONE_HIGHMEM,

#endif

ZONE_MOVABLE,

#ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE

ZONE_DEVICE,

endif

__MAX_NR_ZONES

}

这是一个枚举类型，里面最多含有ZONE_DMA，ZONE_DMA32，ZONE_NORMAL,ZONE_HIGHMEM，ZONE_MOVABLE，ZONE_DEVICE这6种，【__MAX_NR_ZONES】用来表示这个枚举类型中含有元素的个数，具体的个数根据【.config文件】(编译过内核的都知道这个文件)配置不同而不同。

到此，我们可以回顾一下zones[MAX_NR_ZONES]数组大小的来源，首先根据【.config】文件确定了【enum zone_type】这个枚举中【__MAX_NR_ZONES】个数，进而在【kernel/bounds.c】这个文件中确定了【MAX_NR_ZONES】个数大小，最后在【typedef struct pglist_data】结构体中确定了NODE中所包含ZONE的数量。

为了验证上述逻辑，我在个人机器（64位）上查询了【/proc/zoneinfo】这个文件，文件描述了是5种ZONE（并不是《深入Linux内核架构》这本书的所说的三个）。

这篇文章就先写到这，以作备忘，接下来就是去学习每一种ZONE的含义了。

PS：本人技术能力有限，如果文章中有不对的地方还请大神们不要吝啬，可以疯狂diss我

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