Linux内存模型之bootmem分配器一

简介:bootmem分配器是系统启动初期的内存分配方式,在耳熟能详的伙伴系统,slab系统建立前内存都是利用bootmem分配器来分配的,伙伴系统框架建立起来后,bootmem会过度到伙伴系统,bootmem大致思想就是收集内存中的可用内存,然后建立bit位图,然后需要的内存从这些空闲内存中分配,分配了就标记占用,当然这种分配方式很低效,但是由于只占用启动阶段很少一部分,所以也大可接受了,好了,废话不多说,一起看代码吧,

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一、初始化部分
init/main.c中
start_kernel函数
{
  ...
  setup_arch(&command_line);
  ...
}
代码位于arch/arm/kernel/setup.c中,
void __init setup_arch(char **cmdline_p)
{
 ...
 paging_init(mdesc);
 ...
}


*******************************************************
*  继续跟进paging_init函数在arch/arm/mm/mmu.c中

*******************************************************

/*
 * paging_init() sets up the page tables, initialises the zone memory
 * maps, and sets up the zero page, bad page and bad page tables.
 */
void __init paging_init(struct machine_desc *mdesc)
{
    void *zero_page;

    memblock_set_current_limit(lowmem_limit);

    build_mem_type_table();
    prepare_page_table();
    map_lowmem();
    devicemaps_init(mdesc);
    kmap_init();

    top_pmd = pmd_off_k(0xffff0000);

    /* allocate the zero page. */
    zero_page = early_alloc(PAGE_SIZE);

    bootmem_init();

    empty_zero_page = virt_to_page(zero_page);
    __flush_dcache_page(NULL, empty_zero_page);

}


***************************************************************
*  其中的bootmem_init()就是我们要找的,对应arm的定义在
*  arch/arm/mm/init.c
***************************************************************
void __init bootmem_init(void)
{
    unsigned long min, max_low, max_high;

    max_low = max_high = 0;

       
/*
         *找到内存区域大小,max_low低端内存上界限
         *max_high 总内存上界
         */

    find_limits(&min, &max_low, &max_high);


        //arm bootmem初始化
    arm_bootmem_init(min, max_low);

    /*
     * Sparsemem tries to allocate bootmem in memory_present(),
     * so must be done after the fixed reservations
     */
    arm_memory_present();

    /*
     * sparse_init() needs the bootmem allocator up and running.
     */
    sparse_init();

    /*
     * Now free the memory - free_area_init_node needs
     * the sparse mem_map arrays initialized by sparse_init()
     * for memmap_init_zone(), otherwise all PFNs are invalid.
     */
    arm_bootmem_free(min, max_low, max_high);

    high_memory = __va(((phys_addr_t)max_low << PAGE_SHIFT) - 1) + 1;

    /*
     * This doesn't seem to be used by the Linux memory manager any
     * more, but is used by ll_rw_block.  If we can get rid of it, we
     * also get rid of some of the stuff above as well.
     *
     * Note: max_low_pfn and max_pfn reflect the number of _pages_ in
     * the system, not the maximum PFN.
     */
    max_low_pfn = max_low - PHYS_PFN_OFFSET;
    max_pfn = max_high - PHYS_PFN_OFFSET;
}

*******************************************************
*  这里的函数需要一个一个的过一下,先看这个
*  find_limits(&min, &max_low, &max_high)函数
*  同文件夹下
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static void __init find_limits(unsigned long *min, unsigned long *max_low,
    unsigned long *max_high)
{
    struct meminfo *mi = &meminfo;  //内存bank的表述结构
    int i;

    *min = -1UL;
    *max_low = *max_high = 0;

    for_each_bank (i, mi) {
        struct membank *bank = &mi->bank[i];
        unsigned long start, end;

        start = bank_pfn_start(bank);
        end = bank_pfn_end(bank);

        if (*min > start)
            *min = start;             //保证min最后是最小值
        if (*max_high < end)    //保证最后的max_high是最大值
            *max_high = end;
        if (bank->highmem)      //如果bank是高端内存那么不再标记max_low
            continue;
        if (*max_low < end)     //如果是普通内存,那么max_low继续跟着增大
            *max_low = end;
    }
}

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