Linux内核内存初始化：启用内核内存分配器详解

本篇教程主要讲解了Linux内核3.5版本中关于内存管理的初始化过程，特别是如何启用内核内存分配器。首先，我们关注`mm_init`函数，它是内存初始化的核心部分。在这个函数中，关键步骤包括： 1. **Page_cgroup初始化**：确保页面组（page_cgroup）所需的连续内存区域，特别当SPARSEMEM模式未启用时，内存大小需要大于MAX_ORDER。 2. **内存初始化**：`mem_init`函数中，通过`free_all_bootmem()`释放boot内存分配器，将低内存加入到freelist。接着，计算内核代码段（codesize）、数据段（datasize）、初始化段（initsize）的大小，以及预留的保留页面（reservedpages）数量。 3. **内核内存布局**：dmesg输出的信息显示了内存的可用情况，如总计2044624KB的物理内存中有6539KB作为内核代码，640K作为只读数据，2764K为只读数据段，872K用于初始化，924K为BSS段，52008K被预留，1183624K为高内存区域。虚拟内存布局分为固定映射、物理页映射（pkmap）、内核vmalloc区域、低内存区域（包括.init、.data等）。 4. **内存分配器**：文章重点提及的内存管理机制包括伙伴系统（buddy system），用于分配大块内存；slab分配器，用于分配较小的内存块；以及vmalloc，处理非连续内存块的分配。这些分配器在内存管理中起着关键作用，能够高效地满足不同大小内存的需求。 5. **进程虚拟内存**：内存管理还包括进程地址空间的管理和操作，如虚拟内存区（VM areas）的创建、删除，以及与文件系统和进程上下文的交互。 本教程深入剖析了Linux内核的内存管理机制，从物理内存布局、内存分配策略到进程虚拟地址管理，为理解Linux内核的工作原理提供了详尽的视角。学习这些内容对于深入理解Linux系统性能优化、内存管理调优等方面具有重要意义。