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在gcc下模拟bfin-uclinux的内存管理（1）：基本思想

2019-07-13 16:57发布

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快乐虾 http://blog.csdn.net/lights_joy/ lights@hb165.com    本文适用于 ADI bf561 DSP 优视BF561EVB开发板 uclinux-2008r1-rc8 (移植到vdsp5) Visual DSP++ 5.0  cygwin gcc 3.4.4  codeblocks 8   欢迎转载，但请保留作者信息     bfin-uclinux内核的内存管理主要涉及三种算法，bootmem，buddy和slab。其中bootmem在内核启动的初期发挥作用，它将系统的可用内存以页的形式组织起来。然后Buddy算法接管这些页，将之分成不同大小的页块，这个工作完成后，bootmem退出舞台且不再出现。而slab算法则从buddy中取一些页面出来进行小对象的分配，内核的实际对象分配都是使用它来完成的。在这三种算法的配合下，内核得以高效利用内存。 那么，高效到底高到什么程度呢？在《The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator》这篇文章中，Jeff Bonwick对此有了非常完整的说明并给出了一些实验数据。这篇文章发表于1994年，这么多年了，内核经过无数次的修改，这篇文章中的数据是否还能适用？最近刚好在研究内存管理，就来验证一下吧！ 虽然在VDSP下可以进行一些验证工作，但是效率偏低。况且这个算法本身应该是可以独立于内核的。怎么办？将之移植出来似乎是一个不错的办法。 为了尽可能少地改动内核的代码，选用一个兼容的编译器就成了很好的选择。经过考虑，决定选择如下平台： AMD Sempron 2800+ Windows XP CodeBlocks 8 IDE Cygwin gcc 3.4.4 Mingw做为备选编译器 在此平台下验证通过后再到VDSP下跑得到一组内核实际运行的数据。 在cygwin下编译时取消开关中断和同步处理。 先做了个简单测试： int main() {     int i;     void *p;     srand(time(NULL));     start_kernel();     for(i = 0; i < 100000; i++)     {         //p = kmalloc(rand() % 1000000, GFP_KERNEL);         //kfree(p);           p = malloc(rand() % 1000000);         free(p);     }     return 0; } 这段代码用于不断分配随机大小的内存块，然后释放。 在不启用优化的情况下，经过运行，使用slab算法进行1千万次的分配只要3.343秒，而直接使用malloc进行十万次的分配却要6.640秒，看来有很多个数量级的差距啊。 在启用优化的情况下（-O3），经过运行，使用slab算法进行1千万次的分配只要1.031秒，而直接使用malloc进行十万次的分配却要6.535秒，看来有很多个数量级的差距啊。 从这里还可以看到，GCC的优化效率还是不错的，一下提高了3倍的效率，还啥事都不要做。呵呵。 更多精彩，稍后继续~~~~~~~~~~~~~~~      

参考资料

uClinux2.6(bf561)中的CPLB(2008/2/19) uclinux2.6(bf561)中的bootmem分析(1)：猜测(2008/5/9) uclinux2.6(bf561)中的bootmem分析(2)：调用前的参数分析(2008/5/9) uclinux2.6(bf561)中的bootmem分析(3)：init_bootmem_node(2008/5/9) uclinux2.6(bf561)中的bootmem分析(4)：alloc_bootmem_pages(2008/5/9) uclinux2.6(bf561)内核中的paging_init(2008/5/12) uclinux-2008r1(bf561)内核的icache支持(1)：寄存器配置初始化(2008/5/16) uclinux-2008r1(bf561)内核的icache支持(2)：icplb_table的生成(2008/5/16) uclinux-2008r1(bf561)内核的icache支持(3)：__fill_code_cplbtab(2008/5/16) uclinux-2008r1(bf561)内核的icache支持(4)：换页问题(2008/5/16) 再读uclinux-2008r1(bf561)内核中的bootmem(2008/6/3) uclinux-2008r1(bf561)内核中与存储管理相关的几个全局变量(2008/6/4) uclinux-2008r1(bf561)内核存储区域初探(2008/6/4) uclinux-2008r1(bf561)内核中的zonelist初始化(2008/6/5) uclinux-2008r1(bf561)内核中内存管理相关的几个结构体(2008/6/5) 再读内核存储管理(1)：相关的全局变量(2008/6/17) 再读内核存储管理(2)：相关的数据结构(2008/6/17) 再读内核存储管理(3)：bootmem分配策略(2008/6/17) 再读内核存储管理(4)：存储区域管理(2008/6/17) 再读内核存储管理(5)：buddy算法(2008/6/17) 再读内核存储管理(6)：高速缓存的应用(2008/6/17) 再读内核存储管理(7)：icache支持(2008/6/17) 再读内核存储管理(8)：片内SRAM的使用(2008/6/17) 初读SLAB(2008/6/26) 三读bootmem(2008/7/24) 再读uclinux-2008r1(bf561)内核存储区域管理（1）：相关数据结构(2008/7/25) 再读uclinux-2008r1(bf561)内核存储区域管理（2）：可用页表初始化(2008/7/25) 再读uclinux-2008r1(bf561)内核存储区域管理（3）：zone初始化(2008-7-25) 再读uclinux-2008r1(bf561)内核存储区域管理（4）：zonelist初始化(2008-7-25)  再读uclinux-2008r1(bf561)内核存储区域管理（5）：page初始化(2008-7-25)                

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