揭秘ARM Linux启动bootmem内存分配器：过渡到伙伴系统的关键

在ARM Linux启动过程中，bootmem分配器扮演着关键角色，它是内核在初始化阶段使用的临时内存管理工具，旨在确保启动过程中的内存布局和分配。这个分配器主要在`bootmem_init`函数中被创建和使用，其目的是在后续的`mem_init`函数中引入更为高效的伙伴系统之前，提供内存分配服务。 bootmem分配器的工作原理如下： 1. **内存映射**：在`bootmem_init_node`函数中，首先对指定节点（如处理器核心）的所有内存银行进行映射，这涉及到将物理内存划分到不同的内存银行结构中，以便管理和处理。 2. **内存区域划分**：计算出`boot_pfn`，这是bootmem管理的有效内存范围的起始物理页框号，然后根据提供的`start_pfn`和`end_pfn`来确定可供分配的页面数量。 3. **内存分配**：调用`bootmem_bootmap_pages`函数为给定的页面范围创建一个bootmap，这是bootmem用来动态分配内存的基本数据结构。接着，通过`find_bootmap_pfn`函数找到实际的内存分配点。 4. **节点设置**：标记该节点为在线状态，表示内存管理功能已经激活。 5. **初始化内存区域**：利用找到的`boot_pfn`，`pgdat`（每个节点的数据结构）以及内存范围，调用`init_bootmem_node`来初始化内存节点，确保内存管理规则和限制已正确设置。 6. **内存银行释放**：对于非高内存区域（即不是预留给内核映射或保留区域的内存），释放相应的内存空间。 7. **预留内存**：使用`reserve_bootmem_node`为未来的伙伴系统预留一部分内存，以供后续内存分配策略使用。 理解bootmem分配器对于深入理解Linux内核启动流程、内存管理机制以及伙伴系统（一种内存分配优化算法）至关重要。随着内核的运行，bootmem会被伙伴系统所替代，后者能提供更高效且灵活的内存分配，使得整个系统能够在内存资源有限的情况下，更有效地支持各种进程和数据结构的需求。