《深入理解LINUX内存管理》学习笔记一.pdf

郑重声明：未经本人允许，不得用于商业或非商业的转载和使用，如有 需要请联系:yrj1978@ 引子 为什么要写这个笔记： 1，这本书的中文版翻译了太垃圾，没法阅读。阅读英文原版，可以很好的理解 作者的思路。作此笔记备忘 2，一直以来学习LINUXkernel的知识缺乏系统化，借对这本书的学习，系统化 的学习一下LINUXkernel。 3，自己一直在做一个toosmall，toosimple的单进程，特权模式，64bit保 护模式的称不上OS的ＯＳ，已经做完了bootloader,构思kernel的实现的时 候，困惑在内存管理的实现上，阅读这本书，希望能有利于自己的OS的编写。 4，克服惰性，多读书，希望一天能阅读5页，争取半年内阅读完这本原版700 多页的巨著。 不足： 我不可能完全理解LINUX内存管理的精髓，肯定有很多地方理解错误。希望大 家能够指正，以便提高，谢谢。 学习方法： 可能您第一次阅读的时候很多地方都不理解，不用担心。那您可能需要阅读一些 文件系统的知识。 或者阅读全部笔记后，再回头阅读，有些地方您就理解了。 言归正传： 一、概要 可用工具 CodeViz:生成代码调用关系图的工具，这个工具我现在还没有去使用，有兴趣 的可以自己试试去建立调用关系图。 http://www.csn.ul.ie/~mel/projects/codeviz/ Linuxcrossreference(LXR):以web的方式阅读和查找LINUX内核源代码的 工具。这个工具安装相当麻烦，我建议直接到它的官方网站直接读代码。 http://lxr.linux.no/linux+v2.6.24/ 模块 LINUX内存管理代码模块主要分为4个部分： 1.Outofmemory代码在mm/oom_kill.c貌似用于杀进程的时候对内存的 操作 2.虚拟内存的分配 代码在mm/vmalloc.c 3.物理内存页面分配 代码在mm/page_alloc.cVMA（virtualmemory addresses)的 创建和进程内的内存区域的管理 4.这些模块，贯穿与其他kernel代码之中，形成更复杂的系统模块，如页 面替换策略，buffer的输入输出等 中间插段广告 Linux文化T恤，淘宝销售，有兴趣的可以购买。 淘宝店面地址： /browse/search_auction.htm?user=b0ccaa7bfdc57fd ec4594501767832b6commend=all 继续 二、物理内存 从硬件角度看内存系统，有2种主流的体系结构，不一致的内存访问系统（NUMA）， 我不知道什么系统在用这样模式，这种系统将内存系统分割成2块区域 （BANK）， 一块是专门给CPU去访问，一块是给外围设备板卡的DMA去访问。另外一种体系 结构，是一致的内存访问系统 （UMA），PC都是用的这种结 构，这种结构的对 于CPU和其他外围设备访问的内存在一块内存条上，没有任何不同。 LINUX内核需要支持这2种体系结构。它引入了一个概念称为node，一个node 对应一个bank，对于UMA体系的，系统中只有一个node。在LINUX中引入一个 数据结构structpglist_data,来描述一个node，定义在 include/linux/mmzone.h文件中。 （这个结构被typedefpg_data_t） 对于NUMA系统来讲， 整个系统的内存由一个node_data的pg_data_t指针数 组来管理。 （因为可能有多个node）对于PC这样的UMA系统，使用struct pglist_datacontig_page_data，作为系统唯一的node管理所有的内存区域。 （UMA系统中中只有一个node） 每 个node又被分成多个zone，它们各自描述在内存中的范围。zone由struct zone_struct数据结构来描述。zone的类型由zone_t表示，有ZONE_DMA, ZONE_NORMAL,ZONE_HIGHMEM这三种类型。它们之间的用途是不一样的，ZONE_DMA 类型的内存区域在物理内存的低端，主要是ISA设备只能用低端的地址做 DMA 操作。ZONE_NORMAL类型的内存区域直接被内核映射到线性地址空间上面的区域 （lineaddressspace），以后的章节将详细描述。ZONE_HIGHMEM将保留给系 统使用。 在PC系统中，内存区域类型如下分布： ZONE_DMA 0-16MB ZONE_NORMA