为什么内存管理器使用 (size + PAGE_SIZE-1) / PAGE_SIZE 来计算要分配的页数？

如何解决为什么内存管理器使用 (size + PAGE_SIZE-1) / PAGE_SIZE 来计算要分配的页数？

我在不同的地方（例如 Linux 内核和 glibc）多次遇到过这样的公式。为什么他们使用这个公式而不是简单的：

pages = (size / PAGE_SIZE) + 1;

猜测，我认为上面公式的问题是当大小是 PAGE_SIZE 对齐（PAGE_SIZE 的倍数）时，因为在这种情况下，它报告的页面比需要的多，因此我们还必须这样做：

pages = (size / PAGE_SIZE) + 1;
if (!(size & (PAGE_SIZE-1))) /* is size a multiple of PAGE_SIZE? */
    pages--;

这显然比(size + PAGE_SIZE-1) / PAGE_SIZE更多的代码！

解决方法

是的，用于得到除法结果的上限，即对商进行四舍五入

问题

(size + PAGE_SIZE-1) / PAGE_SIZE

不仅是更多的代码，而且还有

• 由于分支，它的性能更差
• 它只适用于 2 的幂

当然，二进制计算机中的页面大小总是 2 的幂，但 {{1}} 适用于除数的任何值

另见

• Fast ceiling of an integer division in C / C++
• Rounding integer division (instead of truncating)
• Dividing two integers and rounding up the result,without using floating point
• What's the right way to implement integer division-rounding-up?

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这是四舍五入。您将 (PAGE_SIZE - 1) 添加到 nbytes 以便如果您有PAGE_SIZE nbytes 的确切数量，那么您将获得所需的最少页数，如果您通过一个，然后你会得到一个新页面，为额外的字节留出空间。

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还有另一种方法可以使用页面大小的 log2。在 Linux 内核源代码中，它是 PAGE_SHIFT。例如，如果 PAGE_SIZE 是 4096 = 2^12 字节，PAGE_SHIFT 是 12（即 log2(2^12)）。因此，要获得给定大小的页数，通常使用以下公式：

pages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT

顺便说一下，页面大小通常定义为：

#define PAGE_SIZE (1 PAGE_SHIFT)