再读uclinux-2008r1(bf561)内核存储区域管理（2）：可用页表初始化
2019-07-13 16:56 发布
快乐虾 http://blog.csdn.net/lights_joy/ lights@hb165.com
本文适用于 ADI bf561 DSP 优视 开发板 uclinux-2008r1-rc8 ( 移植到 vdsp5) Visual DSP++ 5.0
欢迎转载，但请保留作者信息 在使用可用内存之前，内核必须首先计算有多少空闲页可用，并为每页都分配一个 page 结构体进行描述。这就是页表初始化做的工作。 在 bootmem 初始化完成之后， setup_arch 开始进行下一个初始化工作： /* * get kmalloc into gear */ paging_init();这个函数的实现位于 arch/mm/init.c ：
/*
* paging_init() continues the virtual memory environment setup which * was begun by the code in arch/head.S. * The parameters are pointers to where to stick the starting and ending * addresses of available kernel virtual memory. */void __init paging_init( void ) { /* * make sure start_mem is page aligned, otherwise bootmem and * page_alloc get different views og the world */ unsigned long end_mem = memory_end & PAGE_MASK;
pr_debug("start_mem is %#lx virtual_end is %#lx/n" , PAGE_ALIGN(memory_start), end_mem);
/* * initialize the bad page table and bad page to point * to a couple of allocated pages */ empty_bad_page_table = (unsigned long )alloc_bootmem_pages(PAGE_SIZE); empty_bad_page = (unsigned long )alloc_bootmem_pages(PAGE_SIZE); empty_zero_page = (unsigned long )alloc_bootmem_pages(PAGE_SIZE); memset((void *)empty_zero_page, 0, PAGE_SIZE);
/* * Set up SFC/DFC registers (user data space) */ set_fs(KERNEL_DS);
pr_debug("free_area_init -> start_mem is %#lx virtual_end is %#lx/n" , PAGE_ALIGN(memory_start), end_mem);
{ unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
zones_size[ZONE_DMA] = (end_mem - PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT; zones_size[ZONE_NORMAL] = 0;#ifdef CONFIG_HIGHMEM zones_size[ZONE_HIGHMEM] = 0;#endif
free_area_init(zones_size); }} 这个函数看起来相当简单，当内核执行到这里的时候， memory_end 指向 SDRAM 的最后一个页的首字节，对于 64M 的 SDRAM( 实际限制为 60M ) 而言，其值为 0x3bff000 。 alloc_bootmem_pages 函数将以页 (4096 字节 ) 为单位分配指定大小的内存。 这里比较有意思的是最后一个调用 free_area_init 。 这个函数的实现在 mm/page_alloc.c 中： void __init free_area_init( unsigned long *zones_size) { free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size, __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, NULL);} 其中的 __init 标记指明了这个函数将只调用一次，当内核执行到此的时候，其参数 zone_size 将有 2 个元素，其值分别为 0x3bff 和 0 ，代表了 ZONE_DMA 和 ZONE_NORMAL 这两个区间的页面数量。 在这个函数中， NODE_DATA 定义为： extern struct pglist_data contig_page_data; #define NODE_DATA(nid) (&contig_page_data) PAGE_OFFSET 定义为 0 。 __pa 定义为： #define __pa(vaddr) virt_to_phys(( void *)(vaddr)) #define virt_to_phys(vaddr) (( unsigned long ) (vaddr)) 这个函数的实现在 mm/page_alloc.c 中：
void __meminit free_area_init_node( int nid, struct pglist_data *pgdat, unsigned long *zones_size, unsigned long node_start_pfn, unsigned long *zholes_size) { pgdat->node_id = nid; pgdat->node_start_pfn = node_start_pfn; calculate_node_totalpages (pgdat, zones_size, zholes_size);
alloc_node_mem_map (pgdat);
free_area_init_core(pgdat, zones_size, zholes_size);} 内核执行到这里时，参数 nid 为 0 ； pgdat 指向一个固定的全局变量 contig_page_data ，且此变量的 struct bootmem_data *bdata 已经初始化完成； zone_size 是一个有两个元素的数组，其值为 {0x3bff, 0} ，分别代表了 ZONE_DMA 和 ZONE_NORMAL 两个区域的页表数量； node_start_pfn 为 0 ； zholes_size 为 NULL 。 calculate_node_totalpages 函数将设置 pgdat 中 node_spanned_pages 和 node_present_pages 两个成员的值。最终 pgdat->node_spanned_pages 和 pgdat->node_present_pages 两个成员的值都将为 SDRAM 的页表数量，对于 64M 内存而言 ( 实际限制为 60M ) ，其值为 0x3bff 。 alloc_node_mem_map 这个函数将使用 bootmem 为 pgdat->node_mem_map 分配内存空间，记住， node_mem_map 这个成员将指向 page 结构体数组的第一个元素。 1.1.1.4 calculate_node_totalpages 此函数的实现在 mm/page_alloc.c 中： static void __meminit calculate_node_totalpages( struct pglist_data *pgdat, unsigned long *zones_size, unsigned long *zholes_size) { unsigned long realtotalpages, totalpages = 0; enum zone_type i;
for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) totalpages += zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i, zones_size); pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
realtotalpages = totalpages; for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) realtotalpages -= zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i, zholes_size); pgdat->node_present_pages = realtotalpages; printk(KERN_DEBUG "On node %d totalpages: %lu/n" , pgdat->node_id, realtotalpages);} 很简单，就是设置 pgdat->node_spanned_pages 和 pgdat->node_present_pages 两个成员的值，在这里调用的 zone_spanned_pages_in_node 和 zone_absent_pages_in_node 两个函数都非常简单： static inline unsigned long zone_spanned_pages_in_node( int nid, unsigned long zone_type, unsigned long *zones_size) { return zones_size[zone_type]; }
static inline unsigned long zone_absent_pages_in_node( int nid, unsigned long zone_type, unsigned long *zholes_size) { if (!zholes_size) return 0;
return zholes_size[zone_type]; } 因此最终 pgdat->node_spanned_pages 和 pgdat->node_present_pages 两个成员的值都将为 SDRAM 的页表数量，对于 64M 内存而言 ( 实际限制为 60M ) ，其值为 0x3bff 。 1.1.1.5 alloc_node_mem_map 此函数的实现为：
static void __init_refok alloc_node_mem_map( struct pglist_data *pgdat) { /* Skip empty nodes */ if (!pgdat->node_spanned_pages) return ;
#ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP /* ia64 gets its own node_mem_map, before this, without bootmem */ if (!pgdat->node_mem_map) { unsigned long size, start, end; struct page *map;
/* * The zone's endpoints aren't required to be MAX_ORDER * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order * for the buddy allocator to function correctly. */ start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1); end = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages; end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES); size = (end - start) * sizeof ( struct page); map = alloc_remap(pgdat->node_id, size); if (!map) map = alloc_bootmem_node(pgdat, size); pgdat->node_mem_map = map + (pgdat->node_start_pfn - start); }#ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES /* * With no DISCONTIG, the global mem_map is just set as node 0's */ if (pgdat == NODE_DATA(0)) { mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;#ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn) mem_map -= pgdat->node_start_pfn;#endif /* CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP */ }#endif
#endif /* CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP */ } 当内核执行到此函数时， pgdat 指向全局变量 struct pglist_data contig_page_data = { .bdata = &contig_bootmem_data }; 可以认为在内核中所有的 pglist_data 的指针都指向这个全局变量。 pgdat->node_spanned_pages 的值为 SDRAM 中的页表数量，对于 64M 而言 ( 实际限制为 60M ) ，其值为 0x3bff (16K) 。 pgdat->node_start_pfn 为 SDRAM 的起始位置，为 0 。 alloc_remap 函数直接返回一个空指针。 alloc_bootmem_node 用于以页为单位分配指定的空间。 MAX_ORDER_NR_PAGES 的定义为： /* Free memory management - zoned buddy allocator. */
#ifndef CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER #define MAX_ORDER 11 #else
#define MAX_ORDER CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER
#endif
#define MAX_ORDER_NR_PAGES (1 << (MAX_ORDER - 1)) 因此这个函数的功能就很简单了，就是为 pgdat->node_mem_map 分配内存空间，记住， node_mem_map 这个成员将指向 page 结构体数组的第一个元素。 uClinux2.6(bf561)中的 uclinux2.6(bf561)中的 分析 ：猜测 uclinux2.6(bf561)中的 分析 ：调用前的参数分析 uclinux2.6(bf561)中的 分析 ： uclinux2.6(bf561)中的 分析 ： uclinux2.6(bf561)内核中的 uclinux-2008r1(bf561)内核的 支持 ：寄存器配置初始化 uclinux-2008r1(bf561)内核的 支持 ： 的生成 uclinux-2008r1(bf561)内核的 支持 ： uclinux-2008r1(bf561)内核的 支持 ：换页问题 再读 内核中的 uclinux-2008r1(bf561)内核中与存储管理相关的几个全局变量 uclinux-2008r1(bf561)内核存储区域初探 uclinux-2008r1(bf561)内核中的 初始化 uclinux-2008r1(bf561)内核中内存管理相关的几个结构体 再读内核存储管理 ：相关的全局变量 再读内核存储管理 ：相关的数据结构 再读内核存储管理 ： 分配策略 再读内核存储管理 ：存储区域管理 再读内核存储管理 ： 算法 再读内核存储管理 ：高速缓存的应用 再读内核存储管理 ： 支持 再读内核存储管理 ：片内 的使用
打开微信“扫一扫”，打开网页后点击屏幕右上角分享按钮 {var%20f='http://v.t.sina.com.cn/share/share.php?appkey=1515056452',u=z||d.location,p=['&url=',e(u),'&title=',e(t||d.title),'&source=',e(r),'&sourceUrl=',e(l),'&content=',c||'gb2312','&pic=',e(p||'')].join('');function%20a(){if(!window.open([f,p].join(''),'mb',['toolbar=0,status=0,resizable=1,width=440,height=430,left=',(s.width-440)/2,',top=',(s.height-430)/2].join('')))u.href=[f,p].join('');};if(/Firefox/.test(navigator.userAgent))setTimeout(a,0);else%20a();})(screen,document,encodeURIComponent,'','','https://www.xiaopingtou.cn//data/attach/topic/topicKPo7gB.jpg', '推荐 qq_33210344 的文章《再读uclinux-2008r1(bf561)内核存储区域管理（2）：可用页表初始化》','https://www.xiaopingtou.net/article-81179.html','页面编码gb2312|utf-8默认gb2312'));){kind=link}