深入理解Linux内存映射机制.doc

《深入理解Linux内存映射机制.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、个人收集整理勿做商业用途深入理解Liｎux内存映射机制创建时间：2008－08-3１ﻫ文章属性:原创文章提交:wzt(wｚt_at_xsｅc.ｏｒg）ﻫﻫ深入理解Lｉnux内存映射机制ﻫAuｔhoｒ:wztＥMａｉl:ｗzt@xseｃ.oｒgＳite:http:／/wwｗ．xsｅc.ｏrg&http:／/hi.baidu.com/wzt85Date：2008-6-１3一.绪论ﻫ二.X86的硬件寻址方法ﻫ三.内核对页表的设置四．实例分析映射机制ﻫ一．绪论我们经常在程序的反汇编代码中看到一些类似0ｘ321１896５这样的

2、地址，操作系统中称为线性地址，或虚拟地址。虚拟地址有什么用?虚拟地址又是如何转换为物理内存地址的呢？本章将对此作一个简要阐述。ﻫ1.1  Linux内存寻址概述ﻫ现代意义上的操作系统都处于３2位保护模式下。每个进程一般都能寻址4G的物理空间。但是我们的物理内存一般都是几百M，进程怎么能获得４G的物理空间呢？这就是使用了虚拟地址的好处,通常我们使用一种叫做虚拟内存的技术来实现,因为可以使用硬盘中的一部分来当作内存使用。例外一点现在操作系统都划分为系统空间和用户空间,使用虚拟地址可以很好的保护内核空间被用户空间破坏。对于

3、虚拟地址如何转为物理地址，这个转换过程有操作系统和CPU共同完成.操作系统为CPU设置好页表。CPU通过MMU单元进行地址转换。ﻫ1.2  浏览内核代码的工具ﻫ现在的内核都很大,因此我们需要某种工具来阅读庞大的源代码体系,现在的内核开发工具都选用ｖim+ctａg+cscopｅ浏览内核代码，网上已有现成的ｍａkefｉle文件用来生成ctags/cｓcoｐe/etagｓ。ﻫ一、用法：    找一个空目录，把附件Mａkefilｅ拷贝进去。然后在该目录中选择性地运行如下make命令:$　make将处理/ｕｓr／src／lin

4、ux下的源文件，在当前目录生成ｃtａgｓ,cscｏｐe  　注：SＲＣＤIR用来指定内核源代码目录，如果没有指定，则缺省为/uｓr/sｒc/linuｘ/1)只创建cｔagｓﻫ$ｍａkeSＲCDIＲ=/usr/sｒc/linｕx-2.6.１2/tagsﻫ２)只创建ｃscopeﻫ$maｋｅ　SRCＤＩＲ=／usr/sｒｃ/ｌinux-２.6.12/　ｃscoｐeﻫ３)创建cｔags和cscope$makeSRCDIＲ=/usr/srｃ/ｌinux-2.6.１2／ﻫ4)　只创建ｅtagsﻫ$　mａｋeSRCDIR=/usr

5、/src／ｌiｎｕｘ-2.6.12/TAGS二、处理时包括的内核源文件：ﻫ1)不包括ｄriｖｅrs,sｏｕnｄ目录2)不包括无关的体系结构目录ﻫ3)　fs目录只包括顶层目录和ｅxt2,proc目录ﻫ三、最简单的ｃtagｓ命令１)进入ﻫ进入viｍ后，用ﻫ:ｔaｇfuｎｃ＿naｍeﻫ跳到函数ｆunｃ_name2)看函数(idenｔifier)想进入光标所在的函数，用ＣTRＬ　＋]3)回退ﻫ回退用    CTRＬ＋　Tﻫ1.3  内核版本的选取本次论文分析，我选取的是linｕｘ-2．６.10版本的内核。最新的内核代码为2.

6、6．25。但是现在主流的服务器都使用的是RｅｄＨａt个人收集整理勿做商业用途AS4的机器，它使ﻫ用２.６．9的内核。我选取2.6.１０是因为它很接近2.６.9，现在红帽企业Linux　4以Linux２.６.９内核为基础,是最稳定、最强大的商业产品。在２004年期间,Fedora等开源项目为Linuｘ２.６内核技术的更加成熟提供了一个环境,这使得红帽企业　Linｕxｖ.４内核可以提供比以前版本更多更好的功能和算法,具体包括:?通用的逻辑ＣPＵ调度程序:处理多内核和超线程CPU。？　基于对象的逆向映射虚拟内存:提高了内存

7、受限系统的性能。ﻫ?读复制更新:针对操作系统数据结构的SMP算法优化。？多I／O调度程序：可根据应用环境进行选择。ﻫ？增强的SMＰ和NUＭA支持:提高了大型服务器的性能和可扩展性。ﻫ？网络中断缓和（ＮAPI)：提高了大流量网络的性能。Linux2.６内核使用了许多技术来改进对大量内存的使用,使得Lｉｎux比以往任何时候都更适用于企业。包括反向映射(reverｓeｍａｐpinｇ）、使用更大的内存页、页表条目存储在高端内存中，以及更稳定的管理器。因此,我选取linux-2．６.１0内核版本作为分析对象。ﻫ二.X86的硬件

8、寻址方法请参考Intｅlx8６手册^_^ﻫ三.内核对页表的设置CPＵ做出映射的前提是操作系统要为其准备好内核页表，而对于页表的设置，内核在系统启动的初期和系统初始化完成后都分别进行了设置。ﻫ3.1　与内存映射相关的几个宏这几个宏把无符号整数转换成对应的类型ﻫ    #ｄefine　__pte（x)              （(ｐtｅ_t）{(