Linux内核分析.ppt

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1、Linux内核分析Linux引导和初始化Linux引导简述Linux初始化(head.S)0~0xfff0x1000~0x9ffff0xa0000~0xbffff0xc0000~0xc7fff0xf0000~0xfffff0xc8000~0xdffffLinux引导和初始化0~0x1000:BIOS0xa0000~0xbffff:VideoRAM0xc0000~0xc7fff:VideoROM0xc8000~0xdffff:ExtensionROM0xf0000~0xfffff:SystemROM内核映像驻存在：0x100000~Linux引

2、导和初始化段寄存器初始化CS,DS,ES,SS保护模式初始化EnableMMU映射0x0~0x8000000xc0000000~0xc0800000.根据ABI386标准，系统空间从0xc0000000开始。内存管理Linux虚拟空间结构0xc0000000~0xf7ffffff(系统空间）用户空间（低3G空间）用户空间（低3G空间）用户空间（低3G空间）内存管理0xc0000000~0xf7ffffff:系统空间，896M0xf7ffffff~0xffffffff:用于vmalloc,128M内存管理系统空间初始化E820中断获取RAM资

3、源系统初始化物理空间0～896M构造内存页面位图，用于初始阶段的内存分配。内存管理MMU0x0~0x380000000xc0000000~0xf8000000页面大小＝4K32位地址：22bit～31bit：页目录索引12bit～21bit：页面索引0bit～11bit：页内位移内存管理MMU01….1023….….01…..102301….1023内存管理分配页结构系统中每个物理页面相应有一个物理页结构。每个页结构对应物理的一个页面。内存管理Zone管理系统空间被分为3个zone.DMA:0~16M(0xc0000000~0

4、xc0100000)NORMAL:16M~896M(0xc0100000~0xf8000000)HIGHMEMORY:896M以上内存管理Zone页面管理zone中的页面是按着buddy算法管理。什么是buddy算法？Buddy算法管理的页面：从1个至512个连续页面。内存管理系统空间DMA区（按buddy算法管理1～512个连续页面）NORMAL区（按buddy算法管理1～512个连续页面）HIGHMEM区（按buddy算法管理1～512个连续页面）内存管理Slab高速缓存什么是slab?Slab和高速缓存关系。如何利用高速缓

5、存。（染色算法）什么是染色算法。内存管理通用slab32字节～128k字节专用slabprocslabcache.Vfsslabcache.……内存管理系统内存管理结构DMAZONEBuddy结构slabNORMALZONEBuddy结构slabHIGHMEMZONEBuddy结构内存管理建立私有slabcachekmem_cache_create功能:建立slabcache参数:name：slabcache名字。Size：slab对象大小，对象大小小于32个页面（128k）Offset：页面偏移量。Flags：对齐属性Ctor：对

6、象创建函数Dtor：对象释放函数，为空返回值：slabcache管理区，即kmem_cache_s结构。内存管理从私有slab管理区中分配slab对象kmem_cache_alloc功能：从slab中分配一个对象参数：cachep：slabcache管理结构，即mem_cache_s.flag:建立slabflag返回值：slab中的对象。内存管理释放私有slab对象__kmem_cache_free功能：释放slab队列中对象。参数：cachep：slabcache管理区objp：释放对象。内存管理从通用slabcache中分配对象

7、Kmalloc功能：从通用SLAB队列中分配空间参数：size：空间大小（32～128K）flag：分配flag，如果为DMA，从通用SLAB的DMA队列中分配。内存管理释放通用slabcache对象Kfree功能：释放通用slab对象参数：objp：释放的对象。内存管理从buddy管理区中分配页面__get_free_pages功能：分配页面参数：gfp_mask:分配策略，即从DMA,NORMAL,或HIGHzone分配页面。Order:分配页面的大小，2的幂，小于10。内存管理释放分配的页面__free_pages功能：释放页面

8、参数：page：释放的页面。Order：页面大小，2的幂。内存管理虚拟地址转换为物理地址__pa(addr)addr–0xc0000000物理地址转换为虚拟地址_