鸿蒙内核源码分析(内存管理篇) | 虚拟内存全景图是怎样的

最新推荐文章于 2025-03-01 09:38:11 发布

OpenHarmony_小贾

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分类专栏： OpenHarmony HarmonyOS 移动开发文章标签： harmonyos OpenHarmony 鸿蒙系统鸿蒙开发内核分析

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/maniuT/article/details/138294095

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初始化整个内存

OsSysMemInit
    OsMain
        main

从main()跟踪可看内存部分初始化是在OsSysMemInit()中完成的。

UINT32 OsSysMemInit(VOID)
{
    STATUS_T ret;

    OsKSpaceInit();//内核空间初始化

    ret = OsKHeapInit(OS_KHEAP_BLOCK_SIZE);// 内核动态内存初始化 512K   
    if (ret != LOS_OK) {
        VM_ERR("OsKHeapInit fail");
        return LOS_NOK;
    }

    OsVmPageStartup();// page初始化
    OsInitMappingStartUp();// 映射初始化

    ret = ShmInit();// 共享内存初始化
    if (ret < 0) {
        VM_ERR("ShmInit fail");  
        return LOS_NOK;
    }

    return LOS_OK;
}

鸿蒙虚拟内存整体布局图

// HarmonyOS 内核空间包含以下各段:
extern CHAR __int_stack_start; // 运行系统函数栈的开始地址
extern CHAR __rodata_start;  // ROM开始地址 只读
extern CHAR __rodata_end;  // ROM结束地址
extern CHAR __bss_start;  // bss开始地址
extern CHAR __bss_end;   // bss结束地址
extern CHAR __text_start;  // 代码区开始地址
extern CHAR __text_end;   // 代码区结束地址
extern CHAR __ram_data_start; // RAM开始地址 可读可写
extern CHAR __ram_data_end;  // RAM结束地址
extern UINT32 __heap_start;  // 堆区开始地址
extern UINT32 __heap_end;  // 堆区结束地址

内存一开始一张白纸，这些extern就是给它画大界线的，从哪到哪是属于什么段。这些值大小取决实际项目内存条的大小，不同的内存条，地址肯定会不一样，所以必须由外部提供，鸿蒙内核采用了Linux的段管理方式。结合上图对比以下的解释自行理解下位置。

BSS段（bss segment）通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。BSS是英文Block Started by Symbol的简称。BSS段属于静态内存分配。该段用于存储未初始化的全局变量或者是默认初始化为0的全局变量，它不占用程序文件的大小，但是占用程序运行时的内存空间。

data段该段用于存储初始化的全局变量，初始化为0的全局变量出于编译优化的策略还是被保存在BSS段。

细心的读者可能发现了，鸿蒙内核几乎所有的全局变量都没有赋初始化值或NULL，这些变量经过编译后是放在了BSS段的，运行时占用内存空间，如此编译出来的ELF包就变小了。

.rodata段，该段也叫常量区，用于存放常量数据，ro就是Read Only之意。

text段是用于存放程序代码的，编译时确定，只读。更进一步讲是存放处理器的机器指令，当各个源文件单独编译之后生成目标文件，经连接器链接各个目标文件并解决各个源文件之间函数的引用，与此同时，还得将所有目标文件中的.text段合在一起。

stack栈段，是由系统负责申请释放，用于存储参数变量及局部变量以及函数的执行。

heap段它由用户申请和释放，申请时至少分配虚存，当真正存储数据时才分配相应的实存，释放时也并非立即释放实存，而是可能被重复利用。

内核空间是怎么初始化的？

LosMux g_vmSpaceListMux;//虚拟空间互斥锁，一般和g_vmSpaceList配套使用
LOS_DL_LIST_HEAD(g_vmSpaceList);//g_vmSpaceList把所有虚拟空间挂在一起，
LosVmSpace g_kVmSpace;    //内核空间地址
LosVmSpace g_vMallocSpace;//虚拟分配空间地址

//鸿蒙内核空间有两个(内核进程空间和内核动态分配空间)，共用一张L1页表
VOID OsKSpaceInit(VOID)
{
    OsVmMapInit();// 初始化互斥量
    OsKernVmSpaceInit(&g_kVmSpace， OsGFirstTableGet());// 初始化内核虚拟空间，OsGFirstTableGet 为L1表基地址
    OsVMallocSpaceInit(&g_vMallocSpace， OsGFirstTableGet());// 初始化动态分配区虚拟空间，OsGFirstTableGet 为L1表基地址
}//g_kVmSpace g_vMallocSpace 共用一个L1页表
//初始化内核堆空间
STATUS_T OsKHeapInit(size_t size)
{
    STATUS_T ret;
    VOID *ptr = NULL;
    /*
     * roundup to MB aligned in order to set kernel attributes. kernel text/code/data attributes
     * should page mapping， remaining region should section mapping. so th