了解 bootmem 的工作原理
Understanding how bootmem works
我一直在研究 OS 概念，并决定研究这些东西在 Linux 中是如何实际实现的。但是在 page_allocator 打开之前，我在理解与内存管理相关的一些事情时遇到了问题，更确切地说 bootmem 是如何工作的。我不需要它的确切工作原理，只需要了解一些事情 are/can 是如何解决的。
很明显，bootmem不能使用动态内存，这意味着必须在运行前知道他的大小，因此可以采取适当的步骤，即必须提前知道他的位图的最大大小。据我了解，这很可能通过在内核初始化期间简单地映射足够的内存来解决，如果体系结构发生变化，只需更改映射内存的大小即可。显然，可能还有很多事情要发生，但我想我已经大致了解了？然而，对我来说真正没有意义的是 NUMA 架构。在我读到的所有地方，它都说 pg_data_t 是为每个内存节点创建的。这个 pg_data 被放入一个列表中（它怎么知道列表的大小？或者特定拱门的大小是固定的？）并且为每个节点分配位图。所以，基本上，听起来它可以创建未定义数量的 pg_data，每个都有任意大小的内存位图。如何？我错过了什么？
编辑：很抱歉没有包括参考。这是bootmem代码，也可以在mm/bootmem.c中找到：http://lxr.free-electrons.com/source/mm/bootmem.c
它依赖于体系结构。在 x86 架构上，在引导过程的早期，内核确实发出 一个 BIOS 调用 - 中断向量 0x15 处陷阱的 0xe820 函数。这个 returns 内核可以用来构建它的内存表的内存映射，包括非内存（PCI 或 ISA）设备的空洞等。引导加载程序（在内核之前）将做同样的事情。
在进一步研究之后，我认为它是这样工作的：基本上，所有必要的东西都是静态分配的，即通过使用预处理器 DEFINES 确保 bootmem 的某些部分（以及其他部分）内核的）代码在特定体系结构的编译代码中存在或不存在（即使代码本身是独立于体系结构的）。这些定义在 arch/ 下的体系结构相关源代码中指定（例如 arch/i386、arch/arm/ 等）。对于 NUMA 体系结构，有一个名为 MAX_NUMNODES 的定义，确保表示节点的结构列表（更具体地说，pg_data_t 结构列表）被分配为静态数组（然后被视为列表）。表示内存映射的位图显然相对较小，因为每个页面仅表示为一位，占用 KB，或者可能是 MB。无论如何，体系结构依赖 head.S 设置系统运行所需的所有必要结构（如页表）并确保将足够的物理内存映射到虚拟内存，以便这些位图可以容纳其中而不会导致页面错误（在 x86 arch 的情况下，初始 8MB 的 RAM 被映射，这对于内核和其他结构（如位图）来说已经足够了。
我一直在研究 OS 概念，并决定研究这些东西在 Linux 中是如何实际实现的。但是在 page_allocator 打开之前，我在理解与内存管理相关的一些事情时遇到了问题，更确切地说 bootmem 是如何工作的。我不需要它的确切工作原理，只需要了解一些事情 are/can 是如何解决的。
很明显，bootmem不能使用动态内存，这意味着必须在运行前知道他的大小，因此可以采取适当的步骤，即必须提前知道他的位图的最大大小。据我了解，这很可能通过在内核初始化期间简单地映射足够的内存来解决，如果体系结构发生变化，只需更改映射内存的大小即可。显然，可能还有很多事情要发生，但我想我已经大致了解了？然而，对我来说真正没有意义的是 NUMA 架构。在我读到的所有地方，它都说 pg_data_t 是为每个内存节点创建的。这个 pg_data 被放入一个列表中（它怎么知道列表的大小？或者特定拱门的大小是固定的？）并且为每个节点分配位图。所以，基本上，听起来它可以创建未定义数量的 pg_data，每个都有任意大小的内存位图。如何？我错过了什么？
编辑：很抱歉没有包括参考。这是bootmem代码，也可以在mm/bootmem.c中找到：http://lxr.free-electrons.com/source/mm/bootmem.c
它依赖于体系结构。在 x86 架构上，在引导过程的早期，内核确实发出 一个 BIOS 调用 - 中断向量 0x15 处陷阱的 0xe820 函数。这个 returns 内核可以用来构建它的内存表的内存映射，包括非内存（PCI 或 ISA）设备的空洞等。引导加载程序（在内核之前）将做同样的事情。
在进一步研究之后，我认为它是这样工作的：基本上，所有必要的东西都是静态分配的，即通过使用预处理器 DEFINES 确保 bootmem 的某些部分（以及其他部分）内核的）代码在特定体系结构的编译代码中存在或不存在（即使代码本身是独立于体系结构的）。这些定义在 arch/ 下的体系结构相关源代码中指定（例如 arch/i386、arch/arm/ 等）。对于 NUMA 体系结构，有一个名为 MAX_NUMNODES 的定义，确保表示节点的结构列表（更具体地说，pg_data_t 结构列表）被分配为静态数组（然后被视为列表）。表示内存映射的位图显然相对较小，因为每个页面仅表示为一位，占用 KB，或者可能是 MB。无论如何，体系结构依赖 head.S 设置系统运行所需的所有必要结构（如页表）并确保将足够的物理内存映射到虚拟内存，以便这些位图可以容纳其中而不会导致页面错误（在 x86 arch 的情况下，初始 8MB 的 RAM 被映射，这对于内核和其他结构（如位图）来说已经足够了。