Linux物理内存管理区初始化

Linux物理内存管理区初始化

Linux物理内存管理区在start_kernel函数中进行初始化，此时启动分配器已经建立，所以可以从bootmem中分配需要的内存。

一、全局变量初始化

max_pfn：最大物理页面帧号

start_kernel()->setup_arch()->e820_end_of_ram_pfn()找出最大可用内存页面帧号。

1. void __init setup_arch(char **cmdline_p)  
2. {  
3.     ……  
4. /* 
5.      * partially used pages are not usable - thus 
6.      * we are rounding upwards: 
7.      */  
8.     /*遍历e820.map，找到系统中得最大内存数， 
9.     这个内存数需小于4G*/  
10.     max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();  
11.     ……  
12. ｝  

1. unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)  
2. {  
3.     /*MAX_ARCH_PFN为4G空间*/  
4.     return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_RAM);  
5. }  

1. /* 
2.  * Find the highest page frame number we have available 
3.  */  
4. static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, unsigned type)  
5. {  
6.     int i;  
7.     unsigned long last_pfn = 0;  
8.     unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;/*4G地址空间对应的页面数*/  
9.   
10.     /*对e820中所有的内存块,其中e820为从bios中探测到的页面数存放处*/  
11.     for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {  
12.         struct e820entry *ei = &e820.map[i];/*第i个物理页面块*/  
13.         unsigned long start_pfn;  
14.         unsigned long end_pfn;  
15.   
16.         if (ei->type != type)/*与找的类型不匹配*/  
17.             continue;  
18.         /*起始地址对应的页面帧号*/  
19.         start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;  
20.         /*结束物理地址对应的页面帧号*/  
21.         end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;  
22.   
23.         if (start_pfn >= limit_pfn)  
24.             continue;  
25.         if (end_pfn > limit_pfn) {  
26.             last_pfn = limit_pfn;/*找到的结束页面帧号大于限制大小时*/  
27.             break;  
28.         }  
29.         if (end_pfn > last_pfn)  
30.             last_pfn = end_pfn;/*保存更新last_pfn*/  
31.     }  
32.   
33.     if (last_pfn > max_arch_pfn)/*大于4G空间时*/  
34.         last_pfn = max_arch_pfn;  
35.     /*打印输出信息*/  
36.     printk(KERN_INFO "last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",  
37.              last_pfn, max_arch_pfn);  
38.     /*返回最后一个页面帧号*/  
39.     return last_pfn;  
40. }  

max_low_pfn：低端内存最大页面数

start_kernel()->setup_arch()->find_low_pfn_range()

1. /* 
2.  * Determine low and high memory ranges: 
3.  */  
4. /*找到低端内存的做大内存页面数，初始化两个变量*/  
5. void __init find_low_pfn_range(void)  
6. {  
7.     /* it could update max_pfn */  
8.     /*当内存的大小本来就小于低端内存的做大页框数时； 
9.     直接没有高端地址映射*/  
10.     if (max_pfn <= MAXMEM_PFN)  
11.         lowmem_pfn_init();  
12.     else/*这是一般PC机的运行流程，存在高端映射*/  
13.         highmem_pfn_init();  
14. }  

我们直接看具有高端地址空间的部分。

1. /* 
2.  * We have more RAM than fits into lowmem - we try to put it into 
3.  * highmem, also taking the highmem=x boot parameter into account: 
4.  */  
5.  /*高端地址空间的页面数可以在启动中进行配置； 
6.  如果不配置，在这里进行设置大小*/  
7. void __init highmem_pfn_init(void)  
8. {  
9.     /*MAXMEM_PFN为最大物理地址-(4M+4M+8K+128M); 
10.     所以低端内存的大小其实比我们说的896M低一些*/  
11.     max_low_pfn = MAXMEM_PFN;  
12.   
13.     if (highmem_pages == -1)/*高端内存页面数如果在开机没有设置*/  
14.         highmem_pages = max_pfn - MAXMEM_PFN;/*总页面数减去低端页面数*/  
15.     /*如果highmem_pages变量在启动项设置了，那么在这里就要进行这样的判断，因为可能出现不一致的情况*/  
16.     if (highmem_pages + MAXMEM_PFN < max_pfn)  
17.         max_pfn = MAXMEM_PFN + highmem_pages;  
18.   
19.     if (highmem_pages + MAXMEM_PFN > max_pfn) {  
20.         printk(KERN_WARNING MSG_HIGHMEM_TOO_SMALL,  
21.             pages_to_mb(max_pfn - MAXMEM_PFN),  
22.             pages_to_mb(highmem_pages));  
23.         highmem_pages = 0;  
24.     }  
25. #ifndef CONFIG_HIGHMEM   
26.     /* Maximum memory usable is what is directly addressable */  
27.     printk(KERN_WARNING "Warning only %ldMB will be used.\n", MAXMEM>>20);  
28.     if (max_pfn > MAX_NONPAE_PFN)  
29.         printk(KERN_WARNING "Use a HIGHMEM64G enabled kernel.\n");  
30.     else  
31.         printk(KERN_WARNING "Use a HIGHMEM enabled kernel.\n");  
32.     max_pfn = MAXMEM_PFN;  
33. #else /* !CONFIG_HIGHMEM *//*存在高端地址情况*/   
34. #ifndef CONFIG_HIGHMEM64G   
35.     /*在没有配置64G的情况下，内存的大小不能超过4G*/  
36.     if (max_pfn > MAX_NONPAE_PFN) {  
37.         max_pfn = MAX_NONPAE_PFN;  
38.         printk(KERN_WARNING MSG_HIGHMEM_TRIMMED);  
39.     }  
40. #endif /* !CONFIG_HIGHMEM64G */   
41. #endif /* !CONFIG_HIGHMEM */   
42. }