linux 内核内存管理初始化页表

linux内核在启动分页机制时就已经有了一个可用的页表，这个最初的页表是手工创建了，而且仅有为数不多的几个页面，进入start_kernel()以后需要把原来的页表完善一下，具体工作在start_kernel() --> setup_arch() --> paging_init()函数中。paing_init()函数定义在arch/x86/mm/init_32.c中。

void __init paging_init(void)
{
#ifdef CONFIG_X86_PAE
set_nx();
if (nx_enabled)
printk("NX (Execute Disable) protection: active\n");
#endif
pagetable_init();
load_cr3(swapper_pg_dir);
#ifdef CONFIG_X86_PAE
if (cpu_has_pae)
set_in_cr4(X86_CR4_PAE);
#endif
__flush_tlb_all();
kmap_init();

}

页表初始化的工作由pagetable_init()函数完成，load_cr3()的功能是装载页表。

static void __init pagetable_init (void)
{
unsigned long vaddr, end;
pgd_t *pgd_base = swapper_pg_dir;
paravirt_pagetable_setup_start(pgd_base); //?什么用?
/* Enable PSE if available */
if (cpu_has_pse)
set_in_cr4(X86_CR4_PSE);
/* Enable PGE if available */
if (cpu_has_pge) {
set_in_cr4(X86_CR4_PGE);
__PAGE_KERNEL |= _PAGE_GLOBAL;
__PAGE_KERNEL_EXEC |= _PAGE_GLOBAL;
}
/* 把0~896M的物理页框映射到3G~3G+896M，在这个过程中会通过
* bootmem_allocator申请新的内存页，用以存放页表。 */
kernel_physical_mapping_init(pgd_base);
remap_numa_kva(); // null function

/* Fixed mappings, only the page table structure has to be
* created - mappings will be set by set_fixmap() */
vaddr = __fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses - 1) & PMD_MASK;
end = (FIXADDR_TOP + PMD_SIZE - 1) & PMD_MASK;
page_table_range_init(vaddr, end, pgd_base);
/* 把固定映射内存区映射到页目录中 */
permanent_kmaps_init(pgd_base);
paravirt_pagetable_setup_done(pgd_base);

}

kernel_physical_mapping_init()函数把0~896M的物理地址映射到3G以上的虚拟空间。在这个过程中回向bootmem allocator申请需要的内存页(参考bootmem的初始化)。该函数定义在：arch/x86/mm/init_32.c，定义内容如下。

static void __init kernel_physical_mapping_init(pgd_t *pgd_base)
{
unsigned long pfn;
pgd_t *pgd;
pmd_t *pmd;
pte_t *pte;
int pgd_idx, pmd_idx, pte_ofs;
pgd_idx = pgd_index(PAGE_OFFSET); // get the index of pgd
pgd = pgd_base + pgd_idx; // get the pgd entry
pfn = 0;
for (; pgd_idx < PTRS_PER_PGD; pgd++, pgd_idx++) {
/* pmd is just pgd in x86 architecture's default config*/
pmd = one_md_table_init(pgd);
if (pfn >= max_low_pfn)//这个判断可以保证不建立高端内存对应的页表
continue; /* why not break ? 当where pfn >= max_low_pfn时，
* 虽然不用建立相应的页表，但是pmd这一层次的目录是需要建立的，
* 所以使用continue而不是break */
/* 下面这个for语句循环的次数取决于 PTRS_PER_PMD宏.
* PTRS_PER_PMD的定义在include/asm-generic/pgtable-nopmd.h中，被定义为1*/
for (pmd_idx = 0; pmd_idx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_low_pfn; pmd++, pmd_idx++) {
unsigned int address = pfn * PAGE_SIZE + PAGE_OFFSET;
/* Map with big pages if possible, otherwise create normal page tables. */
if (cpu_has_pse) {

unsigned int address2 = (pfn + PTRS_PER_PTE - 1) * PAGE_SIZE + PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE-1;

if (is_kernel_text(address) || is_kernel_text(address2))
set_pmd(pmd, pfn_pmd(pfn, PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC));
else
set_pmd(pmd, pfn_pmd(pfn, PAGE_KERNEL_LARGE));
pfn += PTRS_PER_PTE;
} else {
/* 如果没有与该pmd entry相对应的page table，
* 则为该pmd entry申请一个新的页面作为page table,
* one_page_table_init()的返回值即是page table的首地址 */
pte = one_page_table_init(pmd);
/* 初始化每个pte的值*/
for (pte_ofs = 0; pte_ofs < PTRS_PER_PTE && pfn < max_low_pfn;
pte++, pfn++, pte_ofs++, address += PAGE_SIZE) {
if (is_kernel_text(address))
set_pte(pte, pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_EXEC));
else
set_pte(pte, pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL));
}
}
}
}

}

函数中使用pmd作为过渡，是为了能够支持3级页表，而linux的x86默认配置是2级页表，所以pmd的存在代码的兼容性。linux在2.6.24中的页表是4级的，从顶到底分别是pgd, pud, pmd和pte，内核在默认配置下屏蔽了pud和pmd。pud的全称是page upper directory, pmd的全程是page middle directory。

linux 内核内存管理初始化页表相关推荐

Linux内核内存管理（1）：内存块 - memblock
Linux内核内存管理内存块 - memblock rtoax 2021年3月在英文原文基础上,针对中文译文增加5.10.13内核源码相关内容. 1. 简介内存管理是操作系统内核中最复杂的部分之 ...
Linux内核内存管理（2）：固定映射地址(fixmap)和输入输出重映射(ioremap)
Linux内核内存管理固定映射地址(fixmap)和输入输出重映射(ioremap) rtoax 2021年3月在英文原文基础上,针对中文译文增加5.10.13内核源码相关内容. Print ke ...
linux 内核内存管理
物理内存相关数据结构 page(页) Linux 内核内存管理的实现以 page 数据结构为核心,其他的内存管理设施都基于 page 数据结构,如 VMA 管理.缺页中断.RMAP.页面分配与回收等 ...
【Linux 内核内存管理】虚拟地址空间布局架构 ③ ( 内存描述符 mm_struct 结构体成员分析 | mmap | mm_rb | task_size | pgd | mm_users )
文章目录一.mm_struct 结构体成员分析 1.mmap 成员 2.mm_rb 成员 3.get_unmapped_area 函数指针 4.task_size 成员 5.pgd 成员 6.mm_ ...
pae扩展内存 linux,浅析linux内核内存管理之PAE
浅析linux内核内存管理之PAE 早期Intel处理器从80386到Pentium使用32位物理地址,理论上,这样可以访问4GB的RAM.然而,大型服务器需要大于4GB的RAM来同时运行数以千计的进 ...
Linux内核内存管理（3）：kmemcheck介绍
Linux内核内存管理 kmemcheck介绍 rtoax 2021年3月在英文原文基础上,针对中文译文增加5.10.13内核源码相关内容. 5.10.13不存在kmemcheck的概念,取代的是k ...
【Linux 内核内存管理】内存映射原理 ① ( 物理地址空间 | 外围设备寄存器 | 外围设备寄存器的物理地址映射到虚拟地址空间 )
文章目录一.物理地址空间二.外围设备寄存器三.外围设备寄存器物理地址映射到虚拟地址空间一.物理地址空间 " 物理地址空间 " 是 CPU 处理器在 " 总线 ...
Linux内核内存管理：地址转换和MMU
地址转换和MMU 虚拟内存是一个概念,是给进程的一种错觉,因此它认为自己拥有巨大的.几乎无限的内存,有时甚至比系统实际拥有的内存还要多.每次访问内存位置时,由CPU将虚拟地址转换为物理地址.这种机制称 ...
【Linux 内核内存管理】内存管理架构 ④ ( 内存分配系统调用过程 | 用户层 malloc free | 系统调用层 brk mmap | 内核层 kmalloc | 内存管理流程 )
文章目录一.内存分配系统调用过程 ( 用户层 | 系统调用 | 内核层 ) 二.内存管理流程一.内存分配系统调用过程 ( 用户层 | 系统调用 | 内核层 ) " 堆内存 " ...
【Linux 内核内存管理】内存管理架构 ② ( 用户空间内存管理 | malloc | ptmalloc | 内核空间内存管理 | sys_brk | sys_mmap | sys_munmap)
文章目录一.用户空间内存管理 ( malloc / free / ptmalloc / jemalloc / tcmalloc ) 二.内核空间内存管理 1.内核内存管理系统调用 ( sys_brk ...

linux 内核内存管理初始化页表

linux 内核内存管理初始化页表相关推荐

最新文章

热门文章

linux 内核 内存管理 初始化 页表

linux 内核 内存管理 初始化 页表相关推荐

最新文章

热门文章

linux 内核内存管理初始化页表

linux 内核内存管理初始化页表相关推荐