WinCE中的paging pool

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我们知道，在Config.bib配置中，RAM指定的内存区域会被划分为程序内存和对象存储。但在使用paging pool时，RAM段要减去paging pool的大小，剩余空间再划分为程序内存和对象存储。其中程序内存主要为正在运行的程序保存堆和栈的内容。

    那么paging pool是什么呢，使用paging pool有什么好处呢？在查阅了相关资料后谈谈我的一点认识，如有错误，也希望批评指正。(其中参考了Sue Loh的《Paging and the Windows CE Paging Pool》一文，有兴趣的可以看一下。)

    先看一下paging pool的概念。Paging pool是RAM中reserved的一块区域。用于存放pageale data(只读的可执行文件的代码，数据以及内存映射文件)。如果使用paging pool就会给pageale data所使用的内存设定限制，它还包括将pagable data从内存移出的算法机制。

    在WinCE3.0以前的系统，并没有使用paging pool。这意味着系统对保存pageable data所使用的RAM没有限制。那么如果运行大量的程序或访问大量的内存映射文件时，内存使用率就会大大增加，直到系统耗尽内存，这时再分配内存就会失败。看起来好像内存真的用完了，但实际上还存在大量可以通过page data out从而释放的空间。最后，当系统到达一个最低内存限制时，kernel就会把所有的pageble的数据全部page out。这样突然间系统就会出现大量可用内存，你要使用的数据就会通过产生page fault重新page in到内存。但这样会带来系统的不稳定。

    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，会设置有限的RAM用于存放pageable的data。Pool的size设置太小，这意味着pages可能会被过早地page out，尽管他们仍然在使用，从而引起频繁的page fault。Pool大小设置得太大，这意味着操作系统将保留更多的内存用于pageable data。这样就会减少page faults ，因为更多的代码存储在paging pool中。但Pool内存将无法被应用程序使用。

    在CE 6.0中，虚拟内存的架构改变了，涉及Windows CE的存储系统的重写，包括paging pool。CE 6.0的paging pool原理仍然相当简单，但有一点更加灵活。CE 6.0有两个paging pools：loader pool用来存放可执行代码，file pool用于存放所有file-backed memory-mapped文件和CE6.0新增的文件cache过滤器，或者叫cache管理器。以这种方式，OEMs不但可以设置只读数据的内存使用量，而且可以设置read-write数据的内存使用量了。并且可以分别为代码和数据设置内存使用的限制。

    这两个pool有几个参数。主要的参数是target size和maximum size。原理是操作系统总会保证pool拥有至少target数量的内存使用。如果有多余的可用内存，内核允许pool占有多于target的内存。但是当这种情况发生时，内核会唤醒一个低优先级的线程去page out一些数据，重新使pool慢慢降到target以下。采用这种方式，在busy “spikes”内存使用时，比如系统启动，系统会占用相当多的内存用来存放pagable data。但是在steady-state，系统的pool内存使用量在target上下徘徊。Maximum size为内存消耗设置了硬性的限制。OEMs可以把这个maximum设的很大从而避免pool的限制。OEMs也可以把target和maximum大小设置的相同，从而获取CE6之前的版本的paging pool的效果。

       paging和paging pool是独立的。不管是不是paging pool都会发生paging。如果你关闭了paging pool，你也就关掉了用于paging的RAM的限制。但是pages仍然可以paging。如果你打开了paging pool，那么就会有限制。只不过对于paging pool，page in的data还可以page out。而对于非paging pool中的data则不会被page out。

    ROM中的中的FILES中可执行文件的code和只读data将会使用pool。可执行文件中的R/W data不能被page out，所以不会使用paging pool。MODULES中的压缩的可执行文件中的code和只读data也会使用pool。如果Image是从NOR或者RAM运行，MODULES中未压缩的可执行文件将直接运行，而不使用pool。NAND中Image中MODULES中的可执行文件将会使用pool。

    如果可执行文件被标志为”non-pagable”，则在加载时就会被page到RAM中，不会被page out，直到被卸载。这些Pages不使用pool。你也可以创造些”partially pagable”的可执行文件，通过告诉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时被调用，或被其他电源管理调用，就不能是pagable的，因为paging会造成系统崩溃或死锁。如果code和data被IST访问也不能是pagable，因为paging会影响实时性。

        RAM-backed的内存映射文件不会使用Pool。在CE5或更老的版本中，只读的file-back mapfiles会使用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)会映射所有打开的文件，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中定义如下： 

#define PAGINGPOOLSIZE 00500000

cbNKPagingPoolSize 00000000  $(PAGINGPOOLSIZE)  FIXUPVAR

    即把paging pool的size设置为5MB。如果设置为0或者不设置的话，就没打开paging pool，没有对存放pageable的data和code的RAM的限制，效果和上面谈到的WinCE3.0之前没有paging pool时一样。不过建议使用paging pool。Pool的size设置是个难题，过大过小都不合适。不过在CE 6.0中，如果将size设置为0的话，系统就会自动调节cbNKPagingPoolSize，这样就比较方便了。

 

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