内存管理 初始化（三）before mm_init()

看到了mm_init(),期间将从bootmem迁移到伙伴系统，slab分配器也会建立。

在分析mm_init()之前，把setup_arch(&command_line)之后的函数分析了以下，详见注释。

 

start_kernel()                                                                                                     

    |---->page_address_init()

    |     考虑支持高端内存

    |     业务：初始化page_address_pool链表；

    |          将page_address_maps数组元素按索引降序插入

    |          page_address_pool链表; 

    |          初始化page_address_htable数组.

    | 

    |---->setup_arch(&command_line);

    |

    |---->setup_per_cpu_areas();

    |     为per-CPU变量分配空间

    |

    |---->build_all_zonelist()

    |     为系统中的zone建立后备zone的列表.

    |     2.6.34中的建立过程与《深入Linux内核架构》中p_134~p_135的图不符

    |     （即使是UMA也不同），书中讲述是每个zone都有自己的zonelist，

    |     2.6.34中对于UMA，所有zone的后备列表都在

    |     pglist_data->node_zonelists[0]中;

    |

    |     期间也对per-CPU变量boot_pageset做了初始化. 

    |

    |---->page_alloc_init()

         |---->hotcpu_notifier(page_alloc_cpu_notifier, 0);

         |     不考虑热插拔CPU 

         |       

    |---->pidhash_init()

    |     详见下文. 

    |     根据低端内存页数和散列度，分配hash空间，并赋予pid_hash

    |

    |---->vfs_caches_init_early()

          |---->dcache_init_early()

          |     dentry_hashtable空间，d_hash_shift, h_hash_mask赋值；

          |     同pidhash_init();

          |     区别:   

          |         散列度变化了（13 - PAGE_SHIFT）;

          |         传入alloc_large_system_hash的最后参数值为0;

          |       

          |---->inode_init_early()

          |     inode_hashtable空间，i_hash_shift, i_hash_mask赋值；

          |     同pidhash_init();

          |     区别:

          |         散列度变化了（14 - PAGE_SHIFT）;

          |         传入alloc_large_system_hash的最后参数值为0;

          |

 

 

void pidhash_init(void)                                                                                            

    |---->pid_hash = alloc_large_system_hash("PID", sizeof(*pid_hash), 

    |         0, 18, HASH_EARLY|HASH_SMALL, &pidhash_shift, NULL, 4096);

    |     根据nr_kernel_pages(低端内存的页数)，分配哈希数组，以及各个哈希

    |     数组元素下的哈希链表的空间，原理如下：

    |     number = nr_kernel_pages; 

    |     number >= (18 - PAGE_SHIFT) 根据散列度获得数组元素个数

    |     number = roundup_pow_of_two(number);

    |     pidhash_shift = max{x | 2**x <= number}

    |     size = number * sizeof(*pid_hash);

    |     使用位图分配器分配size空间，将返回值付给pid_hash;

    |

    |---->pidhash_size = 1 << pidhash_shift;

    |

    |---->for(i = 0; i < pidhash_size; i++)

    |         INIT_HLIST_HEAD(&pid_hash[i]);

 

 

 

void build_all_zonelists(void)

    |---->set_zonelist_order()

         |---->current_zonelist_order = ZONELIST_ORDER_ZONE;

    |

    |---->__build_all_zonelists(NULL);

    |    Memory不支持热插拔, 为每个zone建立后备的zone,

    |    每个zone及自己后备的zone，形成zonelist

    |

    |---->vm_total_pages = nr_free_pagecache_pages();

    |    业务：获得所有zone中的present_pages总和.
    |
    |---->page_group_by_mobility_disabled = 0;

    |     对于代码中的判断条件一般不会成立，因为页数会最够多（内存较大）

 

 

static int __build_all_zonelists(void *dummy)

    |---->pg_data_t *pgdat = NULL;

    |     pgdat = &contig_page_data;(单node)

    |

    |---->build_zonelists(pgdat);

    |     为每个zone建立后备zone的列表

    |

    |---->build_zonelist_cache(pgdat);

          |---->pdat->node_zonelists[0].zlcache_ptr = NULL;

          |     UMA体系结构

          |

    |---->for_each_possible_cpu(cpu)

    |     setup_pageset(&per_cpu(boot_pageset, cpu), 0);

          |详见下文

 

void build_zonelists(pg_data *pgdat)

    |---->struct zonelist *zonelist = NULL;

    |     enum zone_type j;

    |     zonelist = &pgdat->node_zonelists[0];

    |

    |---->j = build_zonelists_node(pddat, zonelist, 0, MAX_NR_ZONES - 1);

    |     为pgdat->node_zones[0]建立后备的zone，node_zones[0]后备的zone

    |     存储在node_zonelist[0]内，对于node_zone[0]的后备zone，其后备的zone

    |     链表如下(只考虑UMA体系，而且不考虑ZONE_DMA)：

    |     node_zonelist[0]._zonerefs[0].zone = &node_zones[2];

    |     node_zonelist[0]._zonerefs[0].zone_idx = 2;

    |     node_zonelist[0]._zonerefs[1].zone = &node_zones[1];

    |     node_zonelist[0]._zonerefs[1].zone_idx = 1;

    |     node_zonelist[0]._zonerefs[2].zone = &node_zones[0];

    |     node_zonelist[0]._zonerefs[2].zone_idx = 0;

    |     

    |     zonelist->_zonerefs[3].zone = NULL;

    |     zonelist->_zonerefs[3].zone_idx = 0;    

 

 

void setup_pageset(struct per_cpu_pageset *p, unsigned long batch)

    |---->memset(p, 0, sizeof(*p));

    |

    |---->struct per_cpu_pages *pcp = NULL;

    |     pcp = &p->pcp;

    |     pcp->count = 0;

    |     pcp->high = 6 * batch;

    |     pcp->batch = max(1UL, 1 * batch);

    |

    |---->for(migratetype = 0; 
    |         migratetype < MIGRATE_PCPTYPES; 
    |         migratetype++)

          |---->INIT_LIST_HEAD(&pcp->lists[migratetype]);

 

 

unsigned int nr_free_pagecache_pages(void)

  |-->return nr_free_zone_pages(gfp_zone(GFP_HIGHUSER_MOVABLE));

             对于UMA，且不考虑ZONE_DMA,参数为2

             |-->参数offset = 2;

             |   struct zoneref *z =NULL;

             |   struct zone *zone = NULL;

             |   unsigned int sum = 0;

             |   struct zonelist *zonelist = 

             |         node_zonelist(numa_node_id(), GFP_KERNEL)

             |   对于UMA，zonelist = 
             |           (&contig_page_data)->node_zonelists;

             |

             |-->for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, offset)

             |    offset的作用在于遍历zonelist下的_zonerefs数组元数中，

             |    zone_idx <= offset的zone;

             |    因此当offset为0时，遍历的结果相当于

             |    zone = &pglist_data->node_zones[0]

             |    

             |    unsigned long size = zone->present_pages;

             |    获得该zone跨越的页数.

             |     

             |    unsigned long high = high_wmark_pages(zone);

             |    if(size > high) sum += size - high;

             |    (high暂时为0，因为zone->watermark[WMARK_HIGH] = 0)

             |

             |-->return sum;