3.5.1.1. add_static_vm_early
void __init add_static_vm_early(struct static_vm *svm)
{
struct static_vm *curr_svm;
struct vm_struct *vm;
void *vaddr;
vm = &svm->vm;
vm_area_add_early(vm);
vaddr = vm->addr;
list_for_each_entry(curr_svm, &static_vmlist, list) {
vm = &curr_svm->vm;
if(vm->addr > vaddr)
break;
}
list_add_tail(&svm->list, &curr_svm->list);
}
add_static_vm_early 函数用于内核启动早期，将一个static_vm加入到内核维护的vmlist和static_vmlist里．函数首先获得参数svm对应的vm,并通过函数
vm_area_add_early函数将该vm加入到系统早期的vmlist里．函数接着使用list_for_each_entry函数遍历系统的static_vmlist链表，直到链表中找到一个成员的
地址大于svm对应的地址，然后调用list_add_tail函数添加到链表的当前位置
3.5.1.2. adjust_lowmem_bounds
void __init adjust_lowmem_bounds(void)
{
phys_addr_t memblock_limit = 0;
u64 vmalloc_limit;
struct memblock_region *reg;
phys_addr_t lowmem_limit = 0;
vmaloc_limit = (u64)(uintptr_t)vmalloc_min - PAGE_OFFSET + PHYS_OFFSET;
//遍历MEMBLOCK内存分配器的memory可用物理内存区域内的所有regions
for_each_memblock(memory, reg) {
//每遍历一块内存区，获取该内存区的起始和终止地址
phys_addr_t block_start = reg->base;
phys_addr_t block_end = reg->base + reg->size;
//如果该内存区的地址小于vmalloc_limit
if(reg->base < vmalloc_limit) {
if(block_end > lowmem_limit)
lowmem_limit = min_t(u64, vmalloc_limit, block_end);
//进行内存对齐
if(!memblock_limit) {
if(!IS_ALIGNED(block_start, PMG_SIZE))
memblock_limit = block_start;
else if(!IS_ALIGNED(block_end, PMD_SIZE))
memblock_limit = lowmem_limit;
}
}
}
arm_lowmem_limit = lowmem_limit;
high_memory = __va(arm_lowmem_limit - 1) + 1;
if(!memblock_limit)
memblock_limit = arm_lowmem_limit;
memblock_limit = round_down(memblock_limit, PMD_SIZE);
if(!IS_ENABLED(CONFIG_HIGHMEM) || cache_is_vipt_aliasing()) {
if(memblock_end_of_DRAM() > arm_lowmem_limit) {
phys_addr_t end = memblock_end_of_DRAM();
pr_notice("Ignoring RAM at %pa-%pa\n", &memblock_limit, &end);
pr_notice("Consider using a HIGHMEM enabled kernel.\n");
memblock_remove(memblock_limit, end - memblock_limit);
}
}
memblock_set_current_limit(memblock_limit);
}
adjust_lowmem_bounds 用于调整获得低端物理内存的边界，该函数主要在内存初始化阶段调用，用于确定可用的低端内存范围．
在linux内核中，物理内存被分为两个区域: 低端内存 和 高端内存 .低端内存是位于物理地址较低的区域，通常包含操作系统内核和常用的数据结构，
例如页表，任务状态段等．高端内存则是位于物理地址较高的区域，用于存储用户进程的堆栈，缓冲区等
vmaloc_limit = (u64)(uintptr_t)vmalloc_min - PAGE_OFFSET + PHYS_OFFSET;
vmaloc_limit用于存储vmalloc内存区的极值，lowmem_limit用于存储低端物理内存的限值
注解
vmalloc_min: VMALLOC内存区的最低地址
PAGE_OFFSET: 内核虚拟地址的起始地址
PHYS_OFFSET: DRAM在地址总线行的偏移，即DRAM的物理地址
3.5.1.3. alloc_init_pmd
static void __init alloc_init_pwd(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end,
phys_addr_t phys, cosnt struct mem_type *type,
void *(alloc)(unsigned long sz), bool ng)
{
pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
unsigned long next;
do {
//获取addr对应的下一个PMD入口
next = pmd_addr_end(addr, end);
if(type->port_sect &&
((addr | next | phys) & ~SECTION_MASK) == 0)
//初始化PMD入口项
__map_init_section(pmd, addr, next, phys, type, ng);
else
//反之则分配一个pte页并初始化PMD入口项
alloc_init_pte(pmd, addr, next, __phys_to_pfn(phys), type, alloc, ng);
//增加phys和pmd的值
phys += next - addr;
} while(pmd++, addr = next, addr != end);
}
alloc_init_pmd 用于分配或初始化一个页表中间级页表(PMD)入口
pud: 指向PUD入口
addr: 虚拟地址
end: 结束虚拟地址
phys: 指向物理地址
type: 指向内存类型
alloc: 指向分配函数
3.5.1.4. alloc_init_pud
static void __init alloc_init_pud(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
unsigned long end, phys_addr_t phys, const struct mem_type,
void *(*alloc)(unsigned long sz), bool ng)
{
pud_t *pud = pud_offset(pgd, addr);
do {
next = pud_addr_end(addr, end);
alloc_init_pmd(pud, addr, next, phys, type, alloc, ng);
phys += next - addr;
} while(pud++, addr = next, addr != end);
}
alloc_init_pud 用于分配并初始化一个页表顶级页表(PUD)的条目
注解
页表是用于虚拟地址到物理地址的映射的数据结构． 页表层次结构包含多个级别，其中最顶级的页表是页表顶级页表(PUD)
PGD(Page Global Directory): 是页表的最顶层目录，用于建立虚拟地址到物理地址的映射关系．每个PGD条目对应一个PGD表，其中包含多个PUD条目
PUD(Page Upper Directory): 是页表的第二级目录，用于映射较大范围的虚拟地址空间，每个PUD条目对应一个PUD表，其中包含多个PMD条目
PMD(Page Middle Directory): 是页表的第三级目录，用于映射较中等范围的虚拟地址空间，每个PMD条目对应一个PMD表，其中包含多个页表项
PT(Page Table): 是页表的最底层目录，用于映射较小范围的虚拟地址空间，每个PT条目对应一个物理页面，用于存储页表项
+---------------------------------------+
| PGD |
| |
| +------------------------+ |
| | PUD | |
| | | |
| | +----------------+ | |
| | | PMD | | |
| | | | | |
| | | +--------+ | | |
| | | | PT | | | |
| | | +--------+ | | |
| | | | | |
| | +----------------+ | |
| | | |
| +------------------------+ |
| |
+---------------------------------------+
3.5.1.5. alloc_node_mem_map
static void __ref alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
{
unsigned long __maybe_unused start = 0;
unsigned long __maybe_unused offset = 0;
//判断pgdat对应的节点是否包含物理页帧
if(!pgdat->node_spanned_pages)
return;
//进行MAX_ORDER_NR_PAGES对齐
start = pgdat->node_start_pfn & ~ (MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
offset = pgdate->node_start_pfn - start;
if(!pgdat->node_mem_map) {
unsigned long size, end;
struct page *map;
end = pgdat_end_pfn(pgdat);
end = ALIGN(end, MAX_ORDER_NR_PAGES);
size = (end - start) * sizeof(struct page);
map = memblock_alloc_node_nopanic(size, pgdat->node_id);
pgdat->node_mem_map = map + offset;
}
#ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
if(pgdat == NODE_DATA(0)) {
mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
#if defined(CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAPE) || defined(CONFIG_FLATMEM)
if(papge_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
mem_map -= offset;
#endif
}
#endif
}
alloc_nod_mem_map 用于创建全局struct page数组mem_map,并将mem_map与节点0的物理页帧进行映射
3.5.1.6. ARRAY_SIZE
#define ARRAY_SIZE(arr) (sizeof(arr) / sizeof((arr)[0]) + __must_be_array(arr))
用于计算数组中成员的个数
3.5.1.7. arch_get_next_mach
static const void * __init arch_get_next_mach(const char *const **match)
{
static const struct machine_desc *mdesc = __arch_info_begin;
const struct machine_desc *m = mdesc;
if(m >= __arch_info_end)
return NULL;
mdesc++;
*match = m->dt_compat;
return m;
}
arch_get_next_mach 用于获得下一个machine_desc结构的device tree compatible strings地址．
3.5.1.8. arch_local_irq_disable
static inline void arch_local_irq_disable(void)
{
asm_volatile(
" cpsid i @ arch_local_irq_disable"
:
:
: "memory", "cc");
}
在ARMV7版本中通过arch_local_irq_disable函数实现禁止本地中断，CPSID指令与I参数用该与将CPSR寄存器中的interrupt标志位清零，以此禁止本地中断
3.5.1.9. arm_adjust_dma_zone
static void __init arm_adjust_dma_zone(unsigned long *size, unsigned long *hole,
unsigned long dma_size)
{
if(size[0] <= dma_size)
return;
size[ZONE_NORMAL] = size[0] - dma_size;
size[ZONE_DMA] = dma_size;
hole[ZONE_NORMAL] = hole[0];
holo[ZONE_DMA] = 0;
}
arm_adjust_dma_zone 用于调整DMA_ZONE和NORMAL_ZONE统计数组
size: 指向可用物理页帧数组
hole: 指向碎片物理页帧数组
dma_size: 指向DMA_ZONE占用的物理页帧
3.5.1.10. arm_initrd_init
static void __init arm_initrd_init(void)
{
#ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
phys_addr_t start;
unsigned long size;
initrd_start = initrd_end = 0;
if(!phys_initrd_size)
return;
//对start和size进行PAGE_SIZE对齐操作
start = round_down(phys_initrd_start, PAGE_SIZE);
size = phys_initrd_size + (phys_initrd_start - start);
size = round_up(size, PAGE_SIZE);
//判断start和size对应的内存区域是否在MEMBLOCK的reserved和memory区域内
if(!memblock_is_region_memory(start, size))
return;
if(memblock_is_region_reserved(start, size))
return;
//通过检查后，将start和size对应的区域加入到MEMBLOCK的预留区域内
memblock_reserve(start, size);
//并将phys_initd_start对应的虚拟地址赋值给initd_start
initrd_start = __phys_to_virt(phys_initrd_start);
initrd_end = initrd_start + phys_initrd_size;
#endif
}
arm_initrd_init 将initrd所占用的物理内存加入到memblock内存分配器的预留区内
注解
系统启动过程中，uboot将initrd占用的物理地址信息存储在dtb的chosen节点内，在early_init_dt_check_for_initrd函数中， 从dtb中解析出inird的物理信息存储在phy_initrd_start和phys_initrd_size两个全局变量里
3.5.1.11. arm_pte_alloc
static pte_t * __init arm_pte_alloc(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
unsigned long prot, void *(*alloc)(unsigned long sz))
{
//判断pmd是否为空
if(pmd_none(*pmd)) {
//使用alloc函数进行内存分配，长度为PTE_HWTABLE_OFF + PTE_HWTABLE_SIZE
pte_t *pte = alloc(PTE_HWTABLE_OFF + PTE_HWTABLE_SIZE);
//将PTE填充到PMD入口项里
__pmd_populate(pmd, __pa(pte), prot);
}
//检测pmd入口项的有效性
BUG_ON(pmd_bad(*pmd));
//返回addr虚拟地址对应的pte入口
return pte_offset_kernel(pmd, addr);
}
arm_pte_alloc 用于分配并安装一个新的PTE页表
pmd: 指向PMD入口
addr: 指向虚拟地址
prot: 指向页表属性
alloc: 执行内存分配函数
3.5.1.12. arm_memblock_init
void __init arm_memblock_init(const struct machine_desc *mdesc)
{
//将内核镜像所在的物理块加入到保留区
memblock_reserved(__pa(KERNEL_START), KERNEL_END - KERNEL_START);
//将INITRD所占用的物理内存区加入到保留区
arm_initrd_init();
//将内核全局页目录所在的物理地址加入到保留区内
arm_mm_memblock_reserve();
//将dtb memory reserved mapping中指定的区域加入到保留区
if(mdesc->reserve)
mdesc->reserve();
early_init_fdt_reserve_self();
early_init_fdt_scan_reserved_mem();
dma_contiguous_reserve(arm_dma_limit);
arm_memblock_steal_permitted = false;
memblock_dump_all();
}
arm_memblock_init 用于将系统需要预留的内存加入到MEMBLOCK内存分配器的预留区域中
3.5.1.13. arm_mm_memblock_reserve
void __init arm_mm_memblock_reserve(void)
{
memblock_reserve(__pa(swapper_pg_dir), SWAPPER_PG_DIR_SIZE);
#ifdef CONFIG_SA1111
memblock_reserve(PHYS_OFFSET, __pa(swapper_pg_dir) - PHYS_OFFSET);
#endif
}