linux内核内存管理详解

13. 内存管理

13.1. 引言

Linux对物理内存的描述机制有两种：UMA和NUMA。Linux把物理内存划分为三个层次来管理：存储节点（Node）、管理区（Zone）和页面 （Page）。UMA对应一致存储结构，它只需要一个Node就可以描述当前系统中的物理内存，但是NUMA的出现打破了这种平静，此时需要多个 Node，它们被统一定义为一个名为discontig_node_data的数组。为了和UMA兼容，就将描述UMA存储结构的描述符 contig_page_data放到该数组的第一个元素中。内核配置选项

CONFIG_NUMA决定了当前系统是否支持NUMA机制。此时无论UMA还 是NUMA，它们都是对应到一个类型为pg_data_t的数组中，便于统一管理。 图 71. Node Zone和Page的关系

上图描述Linux管理物理内存的三个层次之间的拓扑关系。从图中可以看出一个存储节点由pg_data_t描述，一个UMA系统中只有一个Node，而 在NUMA中则可以存在多个Node。它由CONFIG_NODES_SHIFT配置选项决定，它是CONFIG_NUMA的子选项，所以只有配置了 CONFIG_NUMA，该选项才起作用。UMA

Linux内核配置详解

首先对内核进行菜单配置， 代码:

1. cd /usr/src/linux 2. make menuconfig

代码成熟度选项 代码:

1. Code maturity level options ---> 2. ［*］ Prompt for development and/or incomplete code/drivers

3. ［*］ Select only drivers expected to compile cleanly

Prompt for development and/or incomplete code/drivers 显示尚在开发中或尚未完成的代码与驱动.除非你是测试人员或者开发者,否则请勿选择打开使用开发中、不完全的代码/驱动会让内核配置多出很多选项，由于我们需要使用一些正在开发中的功能，因此必需打开这一选项。

通用设置选项 代码:

1. General setup --->

2. （） Local version - append to kernel release

3. ［*］ Support for paging of anonymous memory (swap)

4. ［*］

第三章 存储管理

存储管理子系统时操作系统中最重要的组成部分之一。在早期计算时代，由于人们所需要的内存数目远远大于物理内存，人们设计出了各种各样的策略来解决此问题，其中最成功的是虚拟内存技术。它使得系统中为有限物理内存竞争的进程所需内存空间得到满足。

虚拟内存技术不仅仅可让我们可以使用更多的内存，它还提供了以下功能： 巨大的寻址空间

操作系统让系统看上去有比实际内存大得多的内存空间。虚拟内存可以是系统中实际物理空间的许多倍。每个进程运行在其独立的虚拟地址空间中。这些虚拟空间相互之间都完全隔离开来，所以进程间不会互相影响。同时，硬件虚拟内存机构可以将内存的某些区域设置成不可写。这样可以保护代码与数据不会受恶意程序的干扰。 内存映射

内存映射技术可以将映象文件和数据文件直接映射到进程的地址空间。在内存映射中，文件的内容被直接连接到进程虚拟地址空间上。 公平的物理内存分配

内存管理子系统允许系统中每个运行的进程公平地共享系统中的物理内存。 共享虚拟内存

尽管虚拟内存允许进程有其独立的虚拟地址空间，但有时也需要在进程之间共享内存。 例如有可能系统中有几个进程同时运行BASH命令外壳程序。为了避免在每个进程的虚拟内存空间内都存在BAS

详解Linux内核之双向循环链表

本文详解了内核中面向对象的list结构的原理，以及如何以list为内嵌对象来构造自己的链表结构，如何从内嵌list对象获得自定义的对象指针；探讨了各种宏或者函数的详细使用方法及怎样以通用list结构来操作自定义对象。

【关键字】双向循环链表，list，list_entry，typeof，containerof，list_for_each, list_for_each_entry

1、双循环链表传统实现

2、Linux内核中双循环链表实现 3、定义和初始化

4、通用链表操作接口 4.1添加节点 4.2删除节点 4.3移动节点 4.4链表判空 4.5链表合并

5、获取宿主对象指针 6、遍历

6.1 List-head链表遍历 6.2遍历宿主对象

7、如何使用Linux中的双循环链表

、双循环链表传统实现

在传统的双循环链表实现中，如果创建某种数据结构的双循环链表，通常采用的办法是在这个数据结构的类型定义中加入两个（指向该类型对象的）指针next和prev。例如： typedef struct foo { …

struct foo *prev; struct foo *next;

linux内核配置make menuconfig菜单详解

前言

一、配置系统的基本结构

Linux内核的配置系统由三个部分组成，分别是：

1、Makefile：分布在 Linux 内核源代码根目录及各层目录中，定义 Linux 内核的编译规则；

2、配置文件（config.in(2.4内核，2.6内核)）：给用户提供配置选择的功能；

3、配置工具：包括配置命令解释器（对配置脚本中使用的配置命令进行解释）和配置用户界面（提供基于字符界面、基于 Ncurses 图形界面以及基于 Xwindows 图形界面的用户配置界面，各自对应于 Make config、Make menuconfig 和 make xconfig）。

这些配置工具都是使用脚本语言，如 Tcl/TK、Perl 编写的（也包含一些用 C 编写的代码）。本文并不是对配置系统本身进行分析，而是介绍如何使用配置系统。所以，除非是配置系统的维护者，一般的内核开发者无须了解它们的原理，只需要知道如何编写 Makefile 和配置文件就可以。

二、makefile menuconfig过程讲解

当我们在执行make menuconfig这个命令时，系统到底帮我们做了

一． 引言

浅谈Linux内存管理

KiTann

2010-7-16

首先以应用程序开发者的角度审视Linux的进程内存管理,在吃基础上逐步深入到内核中讨论系统物理内存管理和内核内存的使用方法。

二． 基本知识

首先简单的介绍下理解linux内核编程的一些基本知识，当然也可以跳过这一节，你自

认为都比较熟悉的。 (1) AT&T 汇编

1. 基本语法

1) 赋值方向：movl ?x,êx ---- 方向从左到右。这个是与INTEL汇编醉

倒的区别。

2) 指令前缀：movl $1,êx ---- $立即数前需要加前缀”$”.

Rep Scasb

--- rep 表示重复执行下一条指令。

3) 简介寻址：instr %segreg:disp(base,index,scale),foo

表示Segreg:[base+index*scale+disp]

4) 指令后缀：movw, movb,movl 表示赋值的长度。

2. 内嵌汇编

1) 简介：_asm_ _volatitle_(“hlt”);

“_asm_”: 表示后面的代码为内嵌汇编

“_volatitle_”: 表示编译器不要优化代码，后面的指令保留原样。 请参

最近看了很多关于内存管理的资料，总结异同，记录下近期学习的心得，以后，可能没这么多时间

写心得了。 1 基本概念 1.1物理内存

在Linux0.11内核中，为了有效的使用机器中的物理内存，在系统初始化阶段内存被划分成为几个功

能区域，如下图：

其中，Linux内核程序占据在物理内存的开始部分，接下来是供硬盘或软盘等块设备使用的高速缓冲部分（其中要扣除显卡内存和ROM BIOS所占用的内存地址范围640K—1MB）。当一个进程需要读取块设备中的数据时，系统会首先把数据读到高速缓冲区中；当有数据需要用到块设备上去时，系统也是先将数据放到高速缓冲区中，然后由块设备驱动程序写到相应的设备上。内存的最后部分是供所以程序可以随时申请和使用的主内存区。内核程序在使用主内存区是，也同样首先要向内核内存管理模块提出申请，并在申请成功后方能使用。对于含有RAM虚拟盘的系统，主内存区头部还要划去一部分，供虚拟盘存放数

据。 1.2内存寻址

内存是指一组有序字节组成的数组，每个字节有唯一的内存地址。 内存地址则是指对存储在内存中的某个指定数据对象的地址进行定位。 数据对象是指存储在内存中的一个指定数据类型的数值或字符串。

80X86支持多种数据类型：1字节、2字节（1个

linux-2.6.26内核中ARM中断实现详解（1）

作者：刘洪涛，华清远见嵌入式学院金牌讲师，ARM ATC授权培训讲师。

看了一些网络上关于linux中断实现的文章，感觉有一些写的非常好，在这里首先感谢他们的无私付出，然后也想再补充自己对一些问题的理解。先从函数注册引出问题吧。

一、中断注册方法

在linux内核中用于申请中断的函数是request_irq（），函数原型在Kernel/irq/manage.c中定义：

int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,

unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)

irq是要申请的硬件中断号。

handler是向系统注册的中断处理函数，是一个回调函数，中断发生时，系统调用这个函数，dev_id参数将被传递给它。

irqflags是中断处理的属性，若设置了IRQF_DISABLED （老版本中的SA_INTERRUPT，本版zhon已经不支持了），则表示中断处理程序是快速处理程序，快速处理程序被调用时屏蔽所有

linux-2.6.26

三、中断处理过程

内核中ARM中断实现详解（2）

华清远见 刘洪涛

这一节将以S3C2410为例，描述linux-2.6.26内核中，从中断开始，中断是如何一步一步执行到我们注册函数的。

3.1 中断向量表 arch\\arm\\kernel\\entry-armv.S __vectors_start: swi SYS_ERROR0

b vector_und + stubs_offset ldr pc, .LCvswi + stubs_offset b vector_pabt + stubs_offset b vector_dabt + stubs_offset

b vector_addrexcptn + stubs_offset b vector_irq + stubs_offset b vector_fiq + stubs_offset .globl __vectors_end __vectors_end:

中断发生后，跳转到b vector_irq + stubs_offset的

实验五 内存管理实验

1. 目的要求

（1） 学习使用内存管理库函数。 （2） 学习分析、改正内存错误。

2. 实验内容

（1） 内存库函数实验 ?

malloc函数

原型：extern void *malloc(unsigned int num_bytes); 头文件：#include

功能：分配长度为num_bytes字节的内存块。

说明：如果分配成功则返回指向被分配内存的指针，否则返回空指针NULL。当内存不再使用时，应使用free()函数将内存块释放。 举例：运行程序清单5-1，写明运行结果： _

?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ calloc函数

原型：extern void *calloc(int num_elems, int elem_size); 头文件：#include

功能：为具有num_elems个长度为elem_size元素的数组分