WinCE中的paging pool

      我們知道,在Config.bib配置中,RAM指定的內存區域會被劃分爲程序內存和對象存儲。但在使用paging pool時,RAM段要減去paging pool的大小,剩餘空間再劃分爲程序內存和對象存儲。其中程序內存主要爲正在運行的程序保存堆和棧的內容。

    那麼paging pool是什麼呢,使用paging pool有什麼好處呢?在查閱了相關資料後談談我的一點認識,如有錯誤,也希望批評指正。(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的一塊區域。用於存放pageale data(只讀的可執行文件的代碼,數據以及內存映射文件)。如果使用paging pool就會給pageale data所使用的內存設定限制,它還包括將pagable data從內存移出的算法機制。

    在WinCE3.0以前的系統,並沒有使用paging pool。這意味着系統對保存pageable data所使用的RAM沒有限制。那麼如果運行大量的程序或訪問大量的內存映射文件時,內存使用率就會大大增加,直到系統耗盡內存,這時再分配內存就會失敗。看起來好像內存真的用完了,但實際上還存在大量可以通過page data out從而釋放的空間。最後,當系統到達一個最低內存限制時,kernel就會把所有的pageble的數據全部page out。這樣突然間系統就會出現大量可用內存,你要使用的數據就會通過產生page fault重新page in到內存。但這樣會帶來系統的不穩定。

    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,會設置有限的RAM用於存放pageable的data。Pool的size設置太小,這意味着pages可能會被過早地page out,儘管他們仍然在使用,從而引起頻繁的page fault。Pool大小設置得太大,這意味着操作系統將保留更多的內存用於pageable data。這樣就會減少page faults ,因爲更多的代碼存儲在paging pool中。但Pool內存將無法被應用程序使用。

    在CE 6.0中,虛擬內存的架構改變了,涉及Windows CE的存儲系統的重寫,包括paging pool。CE 6.0的paging pool原理仍然相當簡單,但有一點更加靈活。CE 6.0有兩個paging pools:loader pool用來存放可執行代碼,file pool用於存放所有file-backed memory-mapped文件和CE6.0新增的文件cache過濾器,或者叫cache管理器。以這種方式,OEMs不但可以設置只讀數據的內存使用量,而且可以設置read-write數據的內存使用量了。並且可以分別爲代碼和數據設置內存使用的限制。

    這兩個pool有幾個參數。主要的參數是target size和maximum size。原理是操作系統總會保證pool擁有至少target數量的內存使用。如果有多餘的可用內存,內核允許pool佔有多於target的內存。但是當這種情況發生時,內核會喚醒一個低優先級的線程去page out一些數據,重新使pool慢慢降到target以下。採用這種方式,在busy “spikes”內存使用時,比如系統啓動,系統會佔用相當多的內存用來存放pagable data。但是在steady-state,系統的pool內存使用量在target上下徘徊。Maximum size爲內存消耗設置了硬性的限制。OEMs可以把這個maximum設的很大從而避免pool的限制。OEMs也可以把target和maximum大小設置的相同,從而獲取CE6之前的版本的paging pool的效果。

       paging和paging pool是獨立的。不管是不是paging pool都會發生paging。如果你關閉了paging pool,你也就關掉了用於paging的RAM的限制。但是pages仍然可以paging。如果你打開了paging pool,那麼就會有限制。只不過對於paging pool,page in的data還可以page out。而對於非paging pool中的data則不會被page out。

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

    如果可執行文件被標誌爲”non-pagable”,則在加載時就會被page到RAM中,不會被page out,直到被卸載。這些Pages不使用pool。你也可以創造些”partially pagable”的可執行文件,通過告訴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時被調用,或被其他電源管理調用,就不能是pagable的,因爲paging會造成系統崩潰或死鎖。如果code和data被IST訪問也不能是pagable,因爲paging會影響實時性。

        RAM-backed的內存映射文件不會使用Pool。在CE5或更老的版本中,只讀的file-back mapfiles會使用Pool而R/W mapfiles不使用。在CE6中,所有的file-backed mapfiles都使用file pool。並且新的file cache filter(cache manager)會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設置爲5MB。如果設置爲0或者不設置的話,就沒打開paging pool,沒有對存放pageable的data和code的RAM的限制,效果和上面談到的WinCE3.0之前沒有paging pool時一樣。不過建議使用paging pool。Pool的size設置是個難題,過大過小都不合適。不過在CE 6.0中,如果將size設置爲0的話,系統就會自動調節cbNKPagingPoolSize,這樣就比較方便了。

 

 

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