1一152期六合图库资料
隨筆 - 303  文章 - 883  trackbacks - 0
<2008年2月>
272829303112
3456789
10111213141516
17181920212223
2425262728291
2345678

歡迎光臨! 
閑聊 QQ:1074961813

隨筆分類(357)

我管理的群

公共blog

參與管理的論壇

好友的blog

我的其他blog

朋友的網站

搜索

  •  

最新評論

自從進入安全模式之后,CPU的尋址能力從1M一下子擴展到4G,物理地址=段基址(CS)*16+偏移地址(IP)的日子一去不復返了;可以想象,從這個時候的內存的初始化也就成為一個關鍵步驟。那么、內核究竟是怎么做的呢?
下面的代碼就是這個時候內核代碼,

.
#define
 RAMDISK 32 /*這個定義是我特意加上去的,原代碼中無此定義*/
#define ORIG_ROOT_DEV (*(unsigned short *)0x901FC)
#define DRIVE_INFO (*(struct drive_info *)0x90080)
.
void main (void)        
{                
  ROOT_DEV 
=
 ORIG_ROOT_DEV;
  drive_info 
=
 DRIVE_INFO;
  memory_end 
= (1 << 20+ (EXT_MEM_K << 10
);
  memory_end 
&= 0xfffff000
;
  
if (memory_end > 16 * 1024 * 1024
)       
       memory_end 
= 16 * 1024 * 1024
;

  
if (memory_end > 12 * 1024 * 1024
)
      buffer_memory_end 
= 4 * 1024 * 1024
;
  
else if (memory_end > 6 * 1024 * 1024
)
      buffer_memory_end 
= 2 * 1024 * 1024
;
  
else

    buffer_memory_end 
= 1 * 1024 * 1024;
  main_memory_start 
=
 buffer_memory_end;
  
  #ifdef RAMDISK
  main_memory_start 
+= rd_init(main_memory_start, RAMDISK * 1024
);
  
#endif

   mem_init (main_memory_start, memory_end);
.

它完成了內存的分頁、分配工作。其中調用了其他的代碼,且看他是如何工作的:

 ROOT_DEV = ORIG_ROOT_DEV; /*   #define ORIG_ROOT_DEV (*(unsigned short *)0x901FC)    */
 
drive_info = DRIVE_INFO; /*    (*(struct drive_info *)0x90080)      */
 
他們的意思非常想近
0x901FC0x90080 所在地址開始長度unsigned shortstruct drive_info長度的內存空間內容,已在前面在系統引導代碼/boot/setup.s 中已做了設置

具體是:

0x90080地址開始存放的是兩個硬盤參數表,0x90080~0x9008f放了第一個硬盤的參數;0x90090~0x9009f存放了第二個硬盤的參數表,具體代碼

!第一個硬盤
mov ax,#
0x0000

mov ds,ax
lds si,[
4*0x41! 取中斷向量0x41 的值,也即hd0 參數表的地址 ds:si
mov ax,#INITSEG
mov es,ax
mov di,#
0x0080 ! 傳輸的目的地址: 0x9000:0x0080 =
 es:di
mov cx,#
0x10 !
 循環0x10次沒次一個字節,共傳輸0x10 字節。
rep
movsb  

!
第二個硬盤

mov ax,#
0x0000

mov ds,ax
lds si,[
4*0x46! 取中斷向量0x46 的值,也即hd1 參數表的地址=ds:si
mov ax,#INITSEG
mov es,ax
mov di,#
0x0090 ! 傳輸的目的地址: 0x9000:0x0090 =
 es:di
mov cx,#
0x10

rep
movsb

#define EXT_MEM_K (*(unsigned short *)0x90002) 

其中0x90002的內容也是在Setup.s設置好的
! Get memory size (extended mem, kB) ! 下面3 句取擴展內存的大小值(KB)。
! 是調用中斷0x15,功能號ah = 0x88

! 返回:ax = 從0x100000(1M)處開始的擴展內存大小(KB)。
! 若出錯則CF 置位,ax =
 出錯碼。

mov ah,#
0x88

int 0x15
mov [
2],ax ! 將擴展內存數值存在0x90002 處(1 個字)。

具體實現還得參考一下setup.s在此處的上下文,由于這并非該文重點就講到說到這里,其實大家在這只需要知道,EXT_MEM_K是當前物理內存的1M以后的擴展內存就可以了。

(如果你對(*(unsigned short *)0x90002) 不了解什么意思 那么請參考前一篇指針文章。)

memory_end = (1 << 20+ (EXT_MEM_K << 10
); /*后面會看到內核的將占用1M的空間*/

可以知道 memory_end = 1024(K) + EXT_MEM_K(K)   /*注意單位*/

memory_end &= 0xfffff000
; /*因為以后的操作都是對整的4空間當一個整體進行的*/

忽略小于等于4K大小的內存,也就是說經過這個設置,linux內存的每一頁大小為4K。

也許有人搞不清楚4K怎么算得?

上面將memory_end(以二進制方式)底上的12位(0xfff)全設0,2的12次方bits恰好是4K。

if (memory_end > 16 * 1024 * 1024
)       
       memory_end 
= 16 * 1024 * 1024;
這里設置內存大大小最終不超過16M

也許有的人會怎么想:不是說總內存可以用到4G嗎?這里怎么~~~,且看下面

   if (memory_end > 12 * 1024 * 1024) /*如果內存>12Mb,則設置緩沖區末端=4Mb*/
    buffer_memory_end = 4 * 1024 * 1024;
  else if (memory_end > 6 * 1024 * 1024) /* 否則如果內存>6Mb,則設置緩沖區末端=2Mb*/
    buffer_memory_end = 2 * 1024 * 1024;
  else
    buffer_memory_end = 1 * 1024 * 1024; /* 緩沖區地址不小于1M*/

接下來根據memory_end的大小設置緩沖區大小,根據前面情況如果內存比較到那么緩沖區就搞大點,小的話就只能省點用了。

main_memory_start =
 buffer_memory_end;

將主內存起始地址 = 緩沖區的結束地址

#ifdef RAMDISK   /* 如果定義了虛擬盤,則主內存將減少。*/
  main_memory_start += rd_init (main_memory_start, RAMDISK * 1024);
#endif

這個時候還要看看有沒有分配虛擬盤,我在最前面的代碼加了一個define在這里得到發揮作用了。

前面對 rd_init這個函數做了如下定義 extern long rd_init (long mem_start, int length);
它的作用是:虛擬盤初始化,該函數在“kernel/blk_drv/ramdisk.c”中實現

/* 返回內存虛擬盤ramdisk 所需的內存量 */
long
rd_init (
long mem_start, int length)
{
  
int
 i;
  
char *
cp;

  blk_dev[MAJOR_NR].request_fn 
=
 DEVICE_REQUEST;    
  rd_start 
= (char *
) mem_start;
  rd_length 
=
 length;
  cp 
=
 rd_start;
  
for (i = 0; i < length; i++
)
    
*cp++ = '\0';/*ramdisk內存空間初始化全為'\0'(null)*/

  
return (length);
}

對 blk_dev[MAJOR_NR].request_fn = DEVICE_REQUEST; 進行追源

可以在該目錄下的 blk.h 中找到如下信息

#define NR_BLK_DEV 7  / 塊設備的數量。*/

extern struct blk_dev_struct blk_dev[NR_BLK_DEV]; /* 塊設備數組,每種塊設備占用一項。*/

/* 塊設備結構。*/
struct blk_dev_struct
{
  void (*request_fn) (void); /* 請求操作的函數指針。*/
  struct request *current_request; /* 請求信息結構。*/
};

那么這個地方的函數指針指向誰呢?
   
#define DEVICE_REQUEST do_fd_request /* 設備請求函數do_fd_request()。*/

那do_fd_request函數的實現在什么地方呢?

它在/blk_dev/Ramdisk.c

/* 執行虛擬盤(ramdisk)讀寫操作。程序結構與do_hd_request()類似(kernel/blk_drv/hd.c,294)。*/
void
do_rd_request (
void)
{
  
int
 len;
  
char *
addr;

  INIT_REQUEST;            
/* 檢測請求的合法性(參見kernel/blk_drv/blk.h,127)。*/

/* 下面語句取得ramdisk 的起始扇區對應的內存起始位置和內存長度。*/
/* 其中sector << 9 表示sector * 512,CURRENT 定義為(blk_dev[MAJOR_NR].current_request)。*/
  addr 
= rd_start + (CURRENT->sector << 9);
  len 
= CURRENT->nr_sectors << 9
;
/* 如果子設備號不為1 或者對應內存起始位置>虛擬盤末尾,則結束該請求,并跳轉到repeat 處*/

/* (定義在28 行的INIT_REQUEST 內開始處)。*/
  
if ((MINOR (CURRENT->dev) != 1|| (addr + len > rd_start + rd_length))
    
{
      end_request (
0
);
      
goto
 repeat;
    }

/* 如果是寫命令(WRITE),則將請求項中緩沖區的內容復制到addr 處,長度為len 字節。*/
  
if (CURRENT->cmd == WRITE)
    
{
      (
void) memcpy (addr, CURRENT->
buffer, len);
/* 如果是讀命令(READ),則將addr 開始的內容復制到請求項中緩沖區中,長度為len 字節。*/

    }

  
else if (CURRENT->cmd == READ)
    
{
      (
void) memcpy (CURRENT->
buffer, addr, len);
/* 否則顯示命令不存在,死機。*/

    }

  
else
    panic (
"unknown ramdisk-command");
/* 請求項成功后處理,置更新標志。并繼續處理本設備的下一請求項。*/

  end_request (
1);
  
goto
 repeat;
}
 

(其中sector << 9 表示sector * 512這個問題在我前前一篇文章已做了詳細的講解)


代碼中的INIT_REQUEST在blk_dev/blk.h中被 定義初始化請求宏。
                                                                         

#define INIT_REQUEST \
repeat: \
if (!CURRENT) \   /* 如果當前請求結構指針為null 則返回。*/
return;
if (MAJOR (CURRENT->dev) !=
 MAJOR_NR)
  \    
/* 如果當前設備的主設備號不對則死機。*/

    panic (DEVICE_NAME 
": request list destroyed");/*調用內核的Kernel/printk.c中的printk函數*/
if (CURRENT->bh)
  
{
    
if (!CURRENT->bh->
b_lock)
      \    
/* 如果在進行請求操作時緩沖區沒鎖定則死機。*/

 panic (DEVICE_NAME 
": block not locked");
  }


#endif

對于這個do_rd_request涉及到對塊設備的操作,這里不做詳細講解。大家只要知道,這個函數對rd_init這個函數是對ramdisk進行初始化便可。

終于快完了,也許你會感覺看得很累,哎!我寫得更累

mem_init (main_memory_start, memory_end);
終于到內存初始化了,嘿嘿

假設我們現在的內存比較到,擴展內存超過16M
經過前面的操作我們大概知道內存是這樣的


 ______  16M(在該版本的linux最多支持16M內存,多余的內存將被視而不見)
|  .   |     前面的問題在這里得到解釋 
|  .   | 
|主內存|
|———|
4M+32K(前面我定義了32)
|虛擬盤|
|———|
4M
|高速緩|
|沖區  |
|———|
1M(其實內核大小之后640K)
|內核  |
 ——— 
0M

mem_init (main_memory_start, memory_end);最關鍵的函數出來了,
           
該函數在mm/memory.c中被實現,實現主內存初始化;

void
mem_init (
long start_mem, long end_mem)
{
  
int
 i;

  HIGH_MEMORY 
=
 end_mem;
  
for (i = 0; i < PAGING_PAGES; i++
)
    mem_map[i] 
=
 USED;
  i 
=
 MAP_NR (start_mem);
  end_mem 
-=
 start_mem;    
  end_mem 
>>= 12
;
  
while (end_mem-- > 0
)
    mem_map[i
++= 0
;
}

static long HIGH_MEMORY = 0; /* 全局變量,存放實際物理內存最高端地址16M。在該版本的linux最多支持16M內存,多余的內存將被視而不見*/

接下來的for循環用到如下定義:

#define PAGING_MEMORY (15*1024*1024) /*除內核占用的那1M內存,其他的內存都會被分頁,中共為15MB(前面已假設內存大于16M)。即,被分頁的內存最多15M(這里的15M指的是緩沖區+主內存)*/

#define PAGING_PAGES (PAGING_MEMORY>>12) /* 偏移之后恰好為分頁后的物理內存頁數*/

/*內存映射字節圖(1 字節代表1 頁內存),每個頁面對應的字節用于標志頁面當前被引用(占用)次數。*/
static unsigned char mem_map[PAGING_PAGES] = { 0, };

#define USED 100  /* 頁面被占用標志*/

#define LOW_MEM 0x100000 /* 低端內核內存空間(1MB)。*/

#define MAP_NR(addr) (((addr)-LOW_MEM)>>12) /* 這里定義了一個函數,指定內存地址映射為頁號 i。*/

end_mem -= start_mem;  /* 再計算可分頁處理的內存空間。*/

end_mem >>= 12;  /* 從而計算出可用于分頁處理的頁面數。*/

  while (end_mem-- > 0)  /* 最后將這些可用頁面對應的頁面映射數組清零。*/
    mem_map[i++] = 0;

到這里內存初始化真正完成,讓我們回顧一個整個過程吧!

設置緩沖區地址(不小與1M)==> 如果定義了ramdisk那么設置它,并將該部分內存的值全搞成'\0' ==>將主內存設置在它后面,然后對除內核(也許緩沖區在此內存區域中)占用的那空間進行分頁(每頁4K),再對內存內存映射字節圖進行初始化。

也許你現在在想,我該找出去散下心,我快瘋了!!! 呵呵 慢慢來


地震讓大伙知道:居安思危,才是生存之道。
posted on 2008-02-19 00:28 小尋 閱讀(2448) 評論(5)  編輯  收藏 所屬分類: kernel

FeedBack:
# re: linux0.11內核main.c中的內存初始化 /*非常詳解*/ 2008-02-19 10:24 幻想[email protected]@~
Memory.c有一個定義
老趙書中說
#define PAGING_MEMORY (15*1024*1024) /*分頁內存15M,主內存最多15M*/
 
個人覺得,他說主內存15M 好象說錯了
我做了如下解釋:
#define PAGING_MEMORY (15*1024*1024) /*除內核占用的那1M內存,其他的內存都會被分頁,中共為15MB(前面已假設內存大于16M)。即,被分頁的內存最多15M(這里的15M指的是緩沖區+主內存)
主內存最多應該是:16M - 4M = 12M
  回復  更多評論
  
# re: linux0.11內核main.c中的內存初始化 /*非常詳解*/ 2008-04-24 16:27 micro
linux 0.11 剛好看到這 看了樓主的工整筆記 的覺得自己很慚愧啊..


  回復  更多評論
  
# re: linux0.11內核main.c中的內存初始化 /*非常詳解*/[未登錄] 2008-04-25 08:07 尋覓
過獎了 我的筆記很一般   回復  更多評論
  
# re: linux0.11內核main.c中的內存初始化 /*非常詳解*/ 2008-08-30 08:35 劉金軒
我是從百度里進入你的blog,剛開始看kernel的main.c,寫的很好,又看了看其它文章,覺得我應該收藏下來,呵呵,加入書簽以后常來。  回復  更多評論
  
# re: linux0.11內核main.c中的內存初始化 /*非常詳解*/[未登錄] 2009-04-06 10:33 zhou
do_fd_request 這里應該是 do_rd_request 吧  回復  更多評論
  

只有注冊用戶登錄后才能發表評論。


網站導航:
 
1一152期六合图库资料 幸运飞艇六码倍投表 11选5技巧规律 大乐透常用复式投注及中奖金额表 夺宝阁和夺金宝软件哪个好 黑龙江时时投注网站 网上快三怎么玩稳赚 双式投注 手机重庆时彩计划软件下载 3d投注技巧规律吗 七星彩自动选号