diff --git a/study/kernel/02-memory/01-description/05-highmem/README.md b/study/kernel/02-memory/01-description/05-highmem/README.md index 6568d2c..c89153c 100644 --- a/study/kernel/02-memory/01-description/05-highmem/README.md +++ b/study/kernel/02-memory/01-description/05-highmem/README.md @@ -315,9 +315,17 @@ Linux物理内存空间分为DMA内存区(DMA Zone)、低端内存区(Normal Zon ##4 Linux内核高端内存的划分与映射 - ------- +在32位的系统上, 内核占有从第3GB~第4GB的线性地址空间, 共1GB大小 + +内核将其中的前896MB与物理内存的0~896MB进行直接映射, 即线性映射, 将剩余的128M线性地址空间作为访问高于896M的内存的一个窗口. 引入高端内存映射这样一个概念的主要原因就是我们所安装的内存大于1G时，内核的1G线性地址空间无法建立一个完全的直接映射来触及整个物理内存空间，而对于80x86开启PAE的情况下，允许的最大物理内存可达到64G，因此内核将自己的最后128M的线性地址空间腾出来，用以完成对高端内存的暂时性映射。而在64位的系统上就不存在这样的问题了，因为可用的线性地址空间远大于可安装的内存。 + +下图描述了内核1GB线性地址空间是如何划分的 + +![内核1GB线性地址空间是如何划分的](../images/kernel_vm.png) + +其中可以用来完成上述映射目的的区域为vmalloc area，Persistent kernel mappings区域和固定映射线性地址空间中的FIX_KMAP区域，这三个区域对应的映射机制分别为非连续内存分配，永久内核映射和临时内核映射。 内核将高端内存划分为3部分： @@ -337,21 +345,26 @@ Linux物理内存空间分为DMA内存区(DMA Zone)、低端内存区(Normal Zon 对应高端内存的3部分，高端内存映射有三种方式： -##4.1 映射到”内核动态映射空间”（noncontiguous memory allocation） +##4.1 映射到"内核动态映射空间"(noncontiguous memory allocation) ------- -这种方式很简单，因为通过 vmalloc() ，在”内核动态映射空间”申请内存的时候，就可能从高端内存获得页面（参看 vmalloc 的实现），因此说高端内存有可能映射到”内核动态映射空间”中。 +这种方式很简单，因为通过vmalloc() ，在"内核动态映射空间"申请内存的时候，就可能从高端内存获得页面（参看 vmalloc 的实现），因此说高端内存有可能映射到"内核动态映射空间"中 -##4.2 持久内核映射（permanent kernel mapping） +##4.2 持久内核映射(permanent kernel mapping) ------- +如果是通过alloc_page获得了高端内存对应的 page, 如何给它找个线性空间? + +内核专门为此留出一块线性空间，从PKMAP_BASE 到 FIXADDR_START, 用于映射高端内存 + + + +在2.6内核上, 这个地址范围是4G-8M到4G-4M之间. 这个空间起叫"内核永久映射空间"或者"永久内核映射空间", 这个空间和其它空间使用同样的页目录表，对于内核来说，就是 swapper_pg_dir，对普通进程来说，通过 CR3 寄存器指向。通常情况下，这个空间是 4M 大小，因此仅仅需要一个页表即可，内核通过来 pkmap_page_table 寻找这个页表。通过 kmap()，可以把一个 page 映射到这个空间来。由于这个空间是 4M 大小，最多能同时映射 1024 个 page。因此，对于不使用的的 page，及应该时从这个空间释放掉（也就是解除映射关系），通过 kunmap() ，可以把一个 page 对应的线性地址从这个空间释放出来。 -如果是通过 alloc_page() 获得了高端内存对应的 page，如何给它找个线性空间？ -内核专门为此留出一块线性空间，从 PKMAP_BASE 到 FIXADDR_START ，用于映射高端内存。在 2.6内核上，这个地址范围是 4G-8M 到 4G-4M 之间。这个空间起叫”内核永久映射空间”或者”永久内核映射空间”。这个空间和其它空间使用同样的页目录表，对于内核来说，就是 swapper_pg_dir，对普通进程来说，通过 CR3 寄存器指向。通常情况下，这个空间是 4M 大小，因此仅仅需要一个页表即可，内核通过来 pkmap_page_table 寻找这个页表。通过 kmap()，可以把一个 page 映射到这个空间来。由于这个空间是 4M 大小，最多能同时映射 1024 个 page。因此，对于不使用的的 page，及应该时从这个空间释放掉（也就是解除映射关系），通过 kunmap() ，可以把一个 page 对应的线性地址从这个空间释放出来。 diff --git a/study/kernel/02-memory/01-description/images/kernel_vm.png b/study/kernel/02-memory/01-description/images/kernel_vm.png new file mode 100644 index 0000000..cba6455 Binary files /dev/null and b/study/kernel/02-memory/01-description/images/kernel_vm.png differ diff --git a/study/kernel/02-memory/03-initialize/README.md b/study/kernel/02-memory/03-initialize/README.md index fad2992..71eea9d 100644 --- a/study/kernel/02-memory/03-initialize/README.md +++ b/study/kernel/02-memory/03-initialize/README.md @@ -1,20 +1,21 @@ -初始化内存管理 -======= - - -| 日期 | 内核版本 | 架构| 作者 | GitHub| CSDN | -| ------- |:-------:|:-------:|:-------:|:-------:|:-------:| -| 2016-06-14 | [Linux-4.7](http://lxr.free-electrons.com/source/?v=4.7) | X86 & arm | [gatieme](http://blog.csdn.net/gatieme) | [LinuxDeviceDrivers](https://github.com/gatieme/LDD-LinuxDeviceDrivers) | [Linux内存管理](http://blog.csdn.net/gatieme/article/category/6225543) | - - - - -在内存管理的上下文中, 初始化(initialization)可以有多种含义. 在许多CPU上, 必须显式设置适用于Linux内核的内存模型. 例如在x86_32上需要切换到保护模式, 然后奇偶内核才能检测到可用内存和寄存器. - -在初始化过程中, 还必须建立内存管理的数据结构, 以及很多事务. 因为内核在内存管理完全初始化之前就需要使用内存. 在系统启动过程期间, 使用了额外的简化悉尼股市的内存管理模块, 然后在初始化完成后, 将旧的模块丢弃掉. - - -#1 建立数据结构 -------- - -对相关数据结构的初始化是从全局启动函数start_kernel中开始的, 该函数在加载内核并激活各个子系统之后执行. \ No newline at end of file +初始化内存管理 +======= + + +| 日期 | 内核版本 | 架构| 作者 | GitHub| CSDN | +| ------- |:-------:|:-------:|:-------:|:-------:|:-------:| +| 2016-06-14 | [Linux-4.7](http://lxr.free-electrons.com/source/?v=4.7) | X86 & arm | [gatieme](http://blog.csdn.net/gatieme) | [LinuxDeviceDrivers](https://github.com/gatieme/LDD-LinuxDeviceDrivers) | [Linux内存管理](http://blog.csdn.net/gatieme/article/category/6225543) | + + + + +在内存管理的上下文中, 初始化(initialization)可以有多种含义. 在许多CPU上, 必须显式设置适用于Linux内核的内存模型. 例如在x86_32上需要切换到保护模式, 然后奇偶内核才能检测到可用内存和寄存器. + +在初始化过程中, 还必须建立内存管理的数据结构, 以及很多事务. 因为内核在内存管理完全初始化之前就需要使用内存. 在系统启动过程期间, 使用了额外的简化悉尼股市的内存管理模块, 然后在初始化完成后, 将旧的模块丢弃掉. + + +#1 建立数据结构 +------- + +对相关数据结构的初始化是从全局启动函数start_kernel中开始的, 该函数在加载内核并激活各个子系统之后执行. 由于内存管理是内核一个非常重要的部分, 因此在特定体系结构的设置步骤中检测并确定系统中内存的分配情况后, 会立即执行内存管理的初始化. + diff --git a/study/kernel/02-memory/04-phymemmanage/README.md b/study/kernel/02-memory/04-phymemmanage/README.md new file mode 100644 index 0000000..1a3d0ec --- /dev/null +++ b/study/kernel/02-memory/04-phymemmanage/README.md @@ -0,0 +1,46 @@ +服务器体系与共享存储器架构 +======= + +| 日期 | 内核版本 | 架构| 作者 | GitHub| CSDN | +| ------- |:-------:|:-------:|:-------:|:-------:|:-------:| +| 2016-06-14 | [Linux-4.7](http://lxr.free-electrons.com/source/?v=4.7) | X86 & arm | [gatieme](http://blog.csdn.net/gatieme) | [LinuxDeviceDrivers](https://github.com/gatieme/LDD-LinuxDeviceDrivers) | [Linux内存管理](http://blog.csdn.net/gatieme/article/category/6225543) | + + +#1 目录 +------- + +| CSDN | GitHub | +|:-------:|:-------:| +| 描述物理内存 | +| 页表管理 | +| 初始化内存挂历 | +| 物理内存的管理 | +| slab分配器 | + +| 非连续内存分配 | +| 高端内存管理 | +| 页面帧回收 | +| 交换管理 | +| 进程虚拟地址空间 | +| 共享内存虚拟文件系统 | +| 内存溢出管理 | + + +#2 参考内容 +------- + +| 链接 | +|:-------:| +| [内存管理（一）内存模型之Node](http://biancheng.dnbcw.info/linux/387391.html) | +| [Linux 内存管理 重要结构体](http://blog.chinaunix.net/uid-26009500-id-3078986.html) | +| [Bootmem机制](http://blog.csdn.net/samssm/article/details/25064897) | +| [Linux-2.6.32 NUMA架构之内存和调度](http://www.cnblogs.com/zhenjing/archive/2012/03/21/linux_numa.html) | +| [Linux 用户空间与内核空间——高端内存详解](http://blog.csdn.net/tommy_wxie/article/details/17122923) | +| [探索 Linux 内存模型](http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-memmod/) | +| [Linux内存管理](http://blog.chinaunix.net/uid/21718047/cid-151509-list-2.html) | +| [内存管理-之内核内存管理-基于linux3.10](http://blog.csdn.net/shichaog/article/details/45509917) | +| [内存管理(一)](http://www.cnblogs.com/openix/p/3334026.html) | +| [Linux内存管理原理](http://www.cnblogs.com/zhaoyl/p/3695517.html) | +| [第 15 章 内存映射和 DMA](http://www.embeddedlinux.org.cn/ldd3/ch15.html) | +| [ 内存管理（二）struct page ](http://blog.chinaunix.net/uid-30282771-id-5176971.html) | + diff --git a/study/kernel/02-memory/05-slab/README.md b/study/kernel/02-memory/05-slab/README.md new file mode 100644 index 0000000..1a3d0ec --- /dev/null +++ b/study/kernel/02-memory/05-slab/README.md @@ -0,0 +1,46 @@ +服务器体系与共享存储器架构 +======= + +| 日期 | 内核版本 | 架构| 作者 | GitHub| CSDN | +| ------- |:-------:|:-------:|:-------:|:-------:|:-------:| +| 2016-06-14 | [Linux-4.7](http://lxr.free-electrons.com/source/?v=4.7) | X86 & arm | [gatieme](http://blog.csdn.net/gatieme) | [LinuxDeviceDrivers](https://github.com/gatieme/LDD-LinuxDeviceDrivers) | [Linux内存管理](http://blog.csdn.net/gatieme/article/category/6225543) | + + +#1 目录 +------- + +| CSDN | GitHub | +|:-------:|:-------:| +| 描述物理内存 | +| 页表管理 | +| 初始化内存挂历 | +| 物理内存的管理 | +| slab分配器 | + +| 非连续内存分配 | +| 高端内存管理 | +| 页面帧回收 | +| 交换管理 | +| 进程虚拟地址空间 | +| 共享内存虚拟文件系统 | +| 内存溢出管理 | + + +#2 参考内容 +------- + +| 链接 | +|:-------:| +| [内存管理（一）内存模型之Node](http://biancheng.dnbcw.info/linux/387391.html) | +| [Linux 内存管理 重要结构体](http://blog.chinaunix.net/uid-26009500-id-3078986.html) | +| [Bootmem机制](http://blog.csdn.net/samssm/article/details/25064897) | +| [Linux-2.6.32 NUMA架构之内存和调度](http://www.cnblogs.com/zhenjing/archive/2012/03/21/linux_numa.html) | +| [Linux 用户空间与内核空间——高端内存详解](http://blog.csdn.net/tommy_wxie/article/details/17122923) | +| [探索 Linux 内存模型](http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-memmod/) | +| [Linux内存管理](http://blog.chinaunix.net/uid/21718047/cid-151509-list-2.html) | +| [内存管理-之内核内存管理-基于linux3.10](http://blog.csdn.net/shichaog/article/details/45509917) | +| [内存管理(一)](http://www.cnblogs.com/openix/p/3334026.html) | +| [Linux内存管理原理](http://www.cnblogs.com/zhaoyl/p/3695517.html) | +| [第 15 章 内存映射和 DMA](http://www.embeddedlinux.org.cn/ldd3/ch15.html) | +| [ 内存管理（二）struct page ](http://blog.chinaunix.net/uid-30282771-id-5176971.html) | + diff --git a/study/kernel/02-memory/06-highmem/README.md b/study/kernel/02-memory/06-highmem/README.md new file mode 100644 index 0000000..1a3d0ec --- /dev/null +++ b/study/kernel/02-memory/06-highmem/README.md @@ -0,0 +1,46 @@ +服务器体系与共享存储器架构 +======= + +| 日期 | 内核版本 | 架构| 作者 | GitHub| CSDN | +| ------- |:-------:|:-------:|:-------:|:-------:|:-------:| +| 2016-06-14 | [Linux-4.7](http://lxr.free-electrons.com/source/?v=4.7) | X86 & arm | [gatieme](http://blog.csdn.net/gatieme) | [LinuxDeviceDrivers](https://github.com/gatieme/LDD-LinuxDeviceDrivers) | [Linux内存管理](http://blog.csdn.net/gatieme/article/category/6225543) | + + +#1 目录 +------- + +| CSDN | GitHub | +|:-------:|:-------:| +| 描述物理内存 | +| 页表管理 | +| 初始化内存挂历 | +| 物理内存的管理 | +| slab分配器 | + +| 非连续内存分配 | +| 高端内存管理 | +| 页面帧回收 | +| 交换管理 | +| 进程虚拟地址空间 | +| 共享内存虚拟文件系统 | +| 内存溢出管理 | + + +#2 参考内容 +------- + +| 链接 | +|:-------:| +| [内存管理（一）内存模型之Node](http://biancheng.dnbcw.info/linux/387391.html) | +| [Linux 内存管理 重要结构体](http://blog.chinaunix.net/uid-26009500-id-3078986.html) | +| [Bootmem机制](http://blog.csdn.net/samssm/article/details/25064897) | +| [Linux-2.6.32 NUMA架构之内存和调度](http://www.cnblogs.com/zhenjing/archive/2012/03/21/linux_numa.html) | +| [Linux 用户空间与内核空间——高端内存详解](http://blog.csdn.net/tommy_wxie/article/details/17122923) | +| [探索 Linux 内存模型](http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-memmod/) | +| [Linux内存管理](http://blog.chinaunix.net/uid/21718047/cid-151509-list-2.html) | +| [内存管理-之内核内存管理-基于linux3.10](http://blog.csdn.net/shichaog/article/details/45509917) | +| [内存管理(一)](http://www.cnblogs.com/openix/p/3334026.html) | +| [Linux内存管理原理](http://www.cnblogs.com/zhaoyl/p/3695517.html) | +| [第 15 章 内存映射和 DMA](http://www.embeddedlinux.org.cn/ldd3/ch15.html) | +| [ 内存管理（二）struct page ](http://blog.chinaunix.net/uid-30282771-id-5176971.html) | + diff --git a/study/kernel/02-memory/07-pagereclaim/README.md b/study/kernel/02-memory/07-pagereclaim/README.md new file mode 100644 index 0000000..1a3d0ec --- /dev/null +++ b/study/kernel/02-memory/07-pagereclaim/README.md @@ -0,0 +1,46 @@ +服务器体系与共享存储器架构 +======= + +| 日期 | 内核版本 | 架构| 作者 | GitHub| CSDN | +| ------- |:-------:|:-------:|:-------:|:-------:|:-------:| +| 2016-06-14 | [Linux-4.7](http://lxr.free-electrons.com/source/?v=4.7) | X86 & arm | [gatieme](http://blog.csdn.net/gatieme) | [LinuxDeviceDrivers](https://github.com/gatieme/LDD-LinuxDeviceDrivers) | [Linux内存管理](http://blog.csdn.net/gatieme/article/category/6225543) | + + +#1 目录 +------- + +| CSDN | GitHub | +|:-------:|:-------:| +| 描述物理内存 | +| 页表管理 | +| 初始化内存挂历 | +| 物理内存的管理 | +| slab分配器 | + +| 非连续内存分配 | +| 高端内存管理 | +| 页面帧回收 | +| 交换管理 | +| 进程虚拟地址空间 | +| 共享内存虚拟文件系统 | +| 内存溢出管理 | + + +#2 参考内容 +------- + +| 链接 | +|:-------:| +| [内存管理（一）内存模型之Node](http://biancheng.dnbcw.info/linux/387391.html) | +| [Linux 内存管理 重要结构体](http://blog.chinaunix.net/uid-26009500-id-3078986.html) | +| [Bootmem机制](http://blog.csdn.net/samssm/article/details/25064897) | +| [Linux-2.6.32 NUMA架构之内存和调度](http://www.cnblogs.com/zhenjing/archive/2012/03/21/linux_numa.html) | +| [Linux 用户空间与内核空间——高端内存详解](http://blog.csdn.net/tommy_wxie/article/details/17122923) | +| [探索 Linux 内存模型](http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-memmod/) | +| [Linux内存管理](http://blog.chinaunix.net/uid/21718047/cid-151509-list-2.html) | +| [内存管理-之内核内存管理-基于linux3.10](http://blog.csdn.net/shichaog/article/details/45509917) | +| [内存管理(一)](http://www.cnblogs.com/openix/p/3334026.html) | +| [Linux内存管理原理](http://www.cnblogs.com/zhaoyl/p/3695517.html) | +| [第 15 章 内存映射和 DMA](http://www.embeddedlinux.org.cn/ldd3/ch15.html) | +| [ 内存管理（二）struct page ](http://blog.chinaunix.net/uid-30282771-id-5176971.html) | + diff --git a/study/kernel/02-memory/08-pageswapping/README.md b/study/kernel/02-memory/08-pageswapping/README.md new file mode 100644 index 0000000..1a3d0ec --- /dev/null +++ b/study/kernel/02-memory/08-pageswapping/README.md @@ -0,0 +1,46 @@ +服务器体系与共享存储器架构 +======= + +| 日期 | 内核版本 | 架构| 作者 | GitHub| CSDN | +| ------- |:-------:|:-------:|:-------:|:-------:|:-------:| +| 2016-06-14 | [Linux-4.7](http://lxr.free-electrons.com/source/?v=4.7) | X86 & arm | [gatieme](http://blog.csdn.net/gatieme) | [LinuxDeviceDrivers](https://github.com/gatieme/LDD-LinuxDeviceDrivers) | [Linux内存管理](http://blog.csdn.net/gatieme/article/category/6225543) | + + +#1 目录 +------- + +| CSDN | GitHub | +|:-------:|:-------:| +| 描述物理内存 | +| 页表管理 | +| 初始化内存挂历 | +| 物理内存的管理 | +| slab分配器 | + +| 非连续内存分配 | +| 高端内存管理 | +| 页面帧回收 | +| 交换管理 | +| 进程虚拟地址空间 | +| 共享内存虚拟文件系统 | +| 内存溢出管理 | + + +#2 参考内容 +------- + +| 链接 | +|:-------:| +| [内存管理（一）内存模型之Node](http://biancheng.dnbcw.info/linux/387391.html) | +| [Linux 内存管理 重要结构体](http://blog.chinaunix.net/uid-26009500-id-3078986.html) | +| [Bootmem机制](http://blog.csdn.net/samssm/article/details/25064897) | +| [Linux-2.6.32 NUMA架构之内存和调度](http://www.cnblogs.com/zhenjing/archive/2012/03/21/linux_numa.html) | +| [Linux 用户空间与内核空间——高端内存详解](http://blog.csdn.net/tommy_wxie/article/details/17122923) | +| [探索 Linux 内存模型](http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-memmod/) | +| [Linux内存管理](http://blog.chinaunix.net/uid/21718047/cid-151509-list-2.html) | +| [内存管理-之内核内存管理-基于linux3.10](http://blog.csdn.net/shichaog/article/details/45509917) | +| [内存管理(一)](http://www.cnblogs.com/openix/p/3334026.html) | +| [Linux内存管理原理](http://www.cnblogs.com/zhaoyl/p/3695517.html) | +| [第 15 章 内存映射和 DMA](http://www.embeddedlinux.org.cn/ldd3/ch15.html) | +| [ 内存管理（二）struct page ](http://blog.chinaunix.net/uid-30282771-id-5176971.html) | + diff --git a/study/kernel/02-memory/README.md b/study/kernel/02-memory/README.md index 170d8e2..1a3d0ec 100644 --- a/study/kernel/02-memory/README.md +++ b/study/kernel/02-memory/README.md @@ -26,7 +26,6 @@ | 内存溢出管理 | - #2 参考内容 -------