Linux内存：内存管理的实质

duanius

惭愧 有lz一半认真和毅力就好了
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hlidea

frank_seng真是超级牛人，linuxforum上这个id也是你吧,还有个stephenseng的博客不会也是你的吧？
最喜欢这种站在一定高度概括全局的文章，要看代码的话，直接上情景分析好了
那三个zone没提到？不会2.6去掉了吧

zx_wing

原帖由 hlidea 于 2008-5-20 13:29 发表
frank_seng真是超级牛人，linuxforum上这个id也是你吧,还有个stephenseng的博客不会也是你的吧？
最喜欢这种站在一定高度概括全局的文章，要看代码的话，直接上情景分析好了
那三个zone没提到？不会2.6去掉了吧

《情景分析》？有这么好吗，无数人奉为圣经。可能因为我比较反感源码注释的书。
个人认为除了ULK，其它讲内核的书都不如何。ULK就是概括性最好的书籍。
可惜的是，ULK站的高度太高，很难顾全很多地方，并且硬件部分讲的太少了。

kewenliang

确实不错  多谢楼主与大家分享

JoveLuo

前辈们的学习精神，和求知的毅力，让后辈感触幽深呀！
   新来的LINUX成员，在前辈们问好了。。。

W.Z.T

1. 内核初始化：

    * 内核建立好内核页目录页表数据库，假设物理内存大小为len，则建立了[3G--3G+len]::[0--len]这样的虚地址vaddr和物理地址paddr的线性对应关系；

这个len好象不是指的物理内存大小吧

jgq516

"内核建立好内核页目录页表数据库，假设物理内存大小为len，则建立了[3G--3G+len]::[0--len]这样的虚地址vaddr和物理地址paddr的线性对应关系."
用户空间的虚拟地址（0——3G）和物理内存的对应关系是怎样的？内核空间和用户空间的虚拟地址在物理内存中分别映射到什么空间？最近看MMU，有点不清楚，请指点。

frank_seng

原帖由 hlidea 于 2008-5-20 13:29 发表
frank_seng真是超级牛人，linuxforum上这个id也是你吧,还有个stephenseng的博客不会也是你的吧？
最喜欢这种站在一定高度概括全局的文章，要看代码的话，直接上情景分析好了
那三个zone没提到？不会2.6去掉了吧

hlidea兄猜的都是对的，火眼金星啊。另外zone还在，这里为了问题简单化把chap/zone/slab等统统忽略不提了。承蒙hlidea夸奖！

[ 本帖最后由 frank_seng 于 2008-5-20 22:48 编辑 ]

frank_seng

原帖由 W.Z.T 于 2008-5-20 21:36 发表
1. 内核初始化：

    * 内核建立好内核页目录页表数据库，假设物理内存大小为len，则建立了[3G--3G+len]::[0--len]这样的虚地址vaddr和物理地址paddr的线性对应关系；

这个len好象不是指的物理内存大小吧

该len为BIOS检测出的所有内存大小的总和，包括挂在总线上的RAM/ROM等等。BIOS检测后会以e820表项的形式存储起来，Linux内核启动后会读取这些e820表项的内容，得出系统中存在的RAM/ROM的分布及其总和，因此这里的物理内存不能仅仅理解成我们通常意义上的内存条RAM。

frank_seng

原帖由 jgq516 于 2008-5-20 22:05 发表
"内核建立好内核页目录页表数据库，假设物理内存大小为len，则建立了[3G--3G+len]::[0--len]这样的虚地址vaddr和物理地址paddr的线性对应关系."
用户空间的虚拟地址（0——3G）和物理内存的对应关系是怎样的？ ...

用户空间的虚拟地址是在使用时圈定的，并不是线性映射关系，请看上文中的5和6：
......
5. 用户进程申请内存vaddr = malloc(size)：

    * 内存管理模块从用户进程内存空间(0--3G)中找到一块还没使用的空间vm_area_struct(start--end)；
    * 随后将其插入到task->mm->mmap链表中；

6. 用户进程写入vaddr(0-3G)，例如执行指令mov(eax, vaddr)：

    * CPU获得vaddr这个虚地址，该虚地址应该已经由glibc库设置好了，一定在3G一下的某个区域，根据CR3寄存器指向的current->pgd查当前进程的页目录页表数据库，发现该vaddr对应的页目录表项为0，故产生异常；
    * 在异常处理中，发现该vaddr对应的vm_area_struct已经存在，为vaddr对应的页目录表项分配一个页表；
    * 随后从free_list找到一个page，将该page对应的物理页面物理首地址赋给vaddr对应的页表表项，很明显，此时的vaddr和paddr不是线性对应关系了；
    * 将page从free_list中脱离；
    * 异常处理返回；
    * CPU重新执行刚刚发生异常的指令mov(eax, vaddr)；
    * CPU获得vaddr这个虚地址，根据CR3寄存器指向的current->pgd，利用建立好的页目录页表数据库，找到其对应的物理内存地址；
    * 将eax的内容写入vaddr对应的物理内存地址内；  
......