WinCE中的paging pool

我們知道，在Config.bib配置中，RAM指定的內(nèi)存區(qū)域會(huì)被劃分為程序內(nèi)存和對(duì)象存儲(chǔ)。但在使用paging pool時(shí)，RAM段要減去paging pool的大小，剩余空間再劃分為程序內(nèi)存和對(duì)象存儲(chǔ)。其中程序內(nèi)存主要為正在運(yùn)行的程序保存堆和棧的內(nèi)容。

那么paging pool是什么呢，使用paging pool有什么好處呢?在查閱了相關(guān)資料后談?wù)勎业囊稽c(diǎn)認(rèn)識(shí)，如有錯(cuò)誤，也希望批評(píng)指正。(其中參考了Sue Loh的《Paging and the Windows CE Paging Pool》一文，有興趣的可以看一下。)

先看一下paging pool的概念。Paging pool是RAM中reserved的一塊區(qū)域。用于存放pageale data(只讀的可執(zhí)行文件的代碼，數(shù)據(jù)以及內(nèi)存映射文件)。如果使用paging pool就會(huì)給pageale data所使用的內(nèi)存設(shè)定限制，它還包括將pagable data從內(nèi)存移出的算法機(jī)制。

在WinCE3.0以前的系統(tǒng)，并沒(méi)有使用paging pool。這意味著系統(tǒng)對(duì)保存pageable data所使用的RAM沒(méi)有限制。那么如果運(yùn)行大量的程序或訪問(wèn)大量的內(nèi)存映射文件時(shí)，內(nèi)存使用率就會(huì)大大增加，直到系統(tǒng)耗盡內(nèi)存，這時(shí)再分配內(nèi)存就會(huì)失敗?？雌饋?lái)好像內(nèi)存真的用完了，但實(shí)際上還存在大量可以通過(guò)page data out從而釋放的空間。最后，當(dāng)系統(tǒng)到達(dá)一個(gè)最低內(nèi)存限制時(shí)，kernel就會(huì)把所有的pageble的數(shù)據(jù)全部page out。這樣突然間系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)大量可用內(nèi)存，你要使用的數(shù)據(jù)就會(huì)通過(guò)產(chǎn)生page fault重新page in到內(nèi)存。但這樣會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

因此WinCE引入了paging pool。The paging pool limits an amount of pageable memory system can has so it would be less thrashing prone. 使用paging pool，會(huì)設(shè)置有限的RAM用于存放pageable的data。Pool的size設(shè)置太小，這意味著pages可能會(huì)被過(guò)早地page out，盡管他們?nèi)匀辉谑褂?，從而引起頻繁的page fault。Pool大小設(shè)置得太大，這意味著操作系統(tǒng)將保留更多的內(nèi)存用于pageable data。這樣就會(huì)減少page faults ，因?yàn)楦嗟拇a存儲(chǔ)在paging pool中。但Pool內(nèi)存將無(wú)法被應(yīng)用程序使用。

在CE 6.0中，虛擬內(nèi)存的架構(gòu)改變了，涉及Windows CE的存儲(chǔ)系統(tǒng)的重寫，包括paging pool。CE 6.0的paging pool原理仍然相當(dāng)簡(jiǎn)單，但有一點(diǎn)更加靈活。CE 6.0有兩個(gè)paging pools：loader pool用來(lái)存放可執(zhí)行代碼，file pool用于存放所有file-backed memory-mapped文件和CE6.0新增的文件cache過(guò)濾器，或者叫cache管理器。以這種方式，OEMs不但可以設(shè)置只讀數(shù)據(jù)的內(nèi)存使用量，而且可以設(shè)置read-write數(shù)據(jù)的內(nèi)存使用量了。并且可以分別為代碼和數(shù)據(jù)設(shè)置內(nèi)存使用的限制。

這兩個(gè)pool有幾個(gè)參數(shù)。主要的參數(shù)是target size和maximum size。原理是操作系統(tǒng)總會(huì)保證pool擁有至少target數(shù)量的內(nèi)存使用。如果有多余的可用內(nèi)存，內(nèi)核允許pool占有多于target的內(nèi)存。但是當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，內(nèi)核會(huì)喚醒一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的線程去page out一些數(shù)據(jù)，重新使pool慢慢降到target以下。采用這種方式，在busy “spikes”內(nèi)存使用時(shí)，比如系統(tǒng)啟動(dòng)，系統(tǒng)會(huì)占用相當(dāng)多的內(nèi)存用來(lái)存放pagable data。但是在steady-state，系統(tǒng)的pool內(nèi)存使用量在target上下徘徊。Maximum size為內(nèi)存消耗設(shè)置了硬性的限制。OEMs可以把這個(gè)maximum設(shè)的很大從而避免pool的限制。OEMs也可以把target和maximum大小設(shè)置的相同，從而獲取CE6之前的版本的paging pool的效果。

paging和paging pool是獨(dú)立的。不管是不是paging pool都會(huì)發(fā)生paging。如果你關(guān)閉了paging pool，你也就關(guān)掉了用于paging的RAM的限制。但是pages仍然可以paging。如果你打開了paging pool，那么就會(huì)有限制。只不過(guò)對(duì)于paging pool，page in的data還可以page out。而對(duì)于非paging pool中的data則不會(huì)被page out。

ROM中的中的FILES中可執(zhí)行文件的code和只讀data將會(huì)使用pool?？蓤?zhí)行文件中的R/W data不能被page out，所以不會(huì)使用paging pool。MODULES中的壓縮的可執(zhí)行文件中的code和只讀data也會(huì)使用pool。如果Image是從NOR或者RAM運(yùn)行，MODULES中未壓縮的可執(zhí)行文件將直接運(yùn)行，而不使用pool。NAND中Image中MODULES中的可執(zhí)行文件將會(huì)使用pool。

如果可執(zhí)行文件被標(biāo)志為“non-pagable”，則在加載時(shí)就會(huì)被page到RAM中，不會(huì)被page out，直到被卸載。這些Pages不使用pool。你也可以創(chuàng)造些“partially pagable”的可執(zhí)行文件，通過(guò)告訴linker使部分sections non-pagable。一般如果code和data是ISR的一部分，或者在suspend/resume時(shí)被調(diào)用，或被其他電源管理調(diào)用，就不能是pagable的，因?yàn)閜aging會(huì)造成系統(tǒng)崩潰或死鎖。如果code和data被IST訪問(wèn)也不能是pagable，因?yàn)閜aging會(huì)影響實(shí)時(shí)性。

RAM-backed的內(nèi)存映射文件不會(huì)使用Pool。在CE5或更老的版本中，只讀的file-back mapfiles會(huì)使用Pool而R/W mapfiles不使用。在CE6中，所有的file-backed mapfiles都使用file pool。并且新的file cache filter(cache manager)會(huì)映射所有打開的文件，所以cached file data也使用pool。

在CE5.0中，如果想使用paging pool，只需在Config.bib中定義如下：

#define PAGINGPOOLSIZE 00500000

cbNKPagingPoolSize 00000000 $(PAGINGPOOLSIZE) FIXUPVAR

即把paging pool的size設(shè)置為5MB。如果設(shè)置為0或者不設(shè)置的話，就沒(méi)打開paging pool，沒(méi)有對(duì)存放pageable的data和code的RAM的限制，效果和上面談到的WinCE3.0之前沒(méi)有paging pool時(shí)一樣。不過(guò)建議使用paging pool。Pool的size設(shè)置是個(gè)難題，過(guò)大過(guò)小都不合適。不過(guò)在CE 6.0中，如果將size設(shè)置為0的話，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)cbNKPagingPoolSize，這樣就比較方便了。

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