Linux内核启动：8MB内存分页机制详解

本篇文章主要探讨了Linux内核初始化过程中关于分页机制的重要环节。在Linux系统启动初期，内存管理是至关重要的步骤，其中涉及到内存的分配、保护和映射。本文的核心知识点集中在以下几个方面： 1. **内存分页机制基础**： - Linux内核采用分页技术来管理内存，将物理内存划分为大小相等的页（通常为4KB或更大的固定大小），每一页都有一个页表描述其在物理内存中的位置，以及访问权限控制。 2. **初始化过程中的页表设置**： - 在内核启动时，首先初始化前8MB的页表，这是因为早期的Linux系统可能只支持较少的内存。通过`.org`指令设置页表的起始地址，如`ENTRY(pg0)`和`ENTRY(pg1)`分别表示不同的页表区域。 3. **空闲零页的作用**： - `empty_zero_page`是一个特殊的页面，它紧跟在页表之后，确保在内存初始化循环中，一旦遍历完页表后就可以立即找到它。这与内存管理算法的效率密切相关。 4. **初始化函数**： - 使用汇编指令，如`movl`和`stosl`，执行初始化操作。函数`movl$pg0-__PAGE_OFFSET,%edi`用于设置页表的基地址，`add$0x1000,%eax`则用于递增页地址，直到达到`empty_zero_page`的地址。 5. **内存保护和权限设置**： - 在初始化过程中，通过设置`PRESENT+RW+USER`标志（`007`）来指示页表中的页具有可读写属性，允许用户空间进程访问。 6. **汇编代码示例**： - 提供了一些具体的汇编指令，如`#`后的注释解释了`pg0Aƒ`和`0x2000`等内存地址的作用，展示了内核初始化代码的细节。 这篇文章深入剖析了Linux内核启动时如何通过分页机制来管理和初始化内存，包括页表的创建、空闲页的定位以及权限设置等关键步骤。这对于理解Linux内存管理机制和内核启动流程至关重要。