核心游记之　内存管理paging_init

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本文详细介绍了Linux系统的启动流程，从start_kernel()函数开始，依次调用setup_arch()、paging_init()和bootmem_init()等关键函数。其中paging_init()负责设置页表、初始化内存区域映射并设置特殊页面如零页面、坏页面表等；而bootmem_init()则用于初始化所有节点的启动内存分配器。

start_kernel ()

         --> setup_arch ()

                   --> paging_init ()

                            --> bootmem_init ()

                            --> alloc_bootmem_low_pages ()

 

 

/*
* Initialise the bootmem allocator for all nodes.  This is called
* early during the architecture specific initialisation.
*/

bootmem_init ()

 

 

/*
* paging_init() sets up the page tables, initialises the zone memory
* maps, and sets up the zero page, bad page and bad page tables.
*/

paging_init ()

mprc_jhq
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Linux内存管理（13）：paging_init 详解
私房菜
07-14 1236
从memblock初始化一文中得知在调用之前，存放 Kernel Image 和DTB 两端物理内存区域可以访问 (相应的页表已经建立好)。在 memblock 初始化之后，物理内存已经添加到系统，但是这部分的物理内存到虚拟内存的映射还没有建立，可以通过 memblock_alloc() 分配一段物理内存，但是无法访问，一切还需要等待之后，建立最终的页表，从而实现物理内存到虚拟内存的映射。VA_BITS=39, PAGE_SHIFT=12(每页4K)本文重点剖析了。
linux内存管理——内存初始化3---paging_init
枫潇潇
02-06 1379
从Linux内存管理之物理内存初始化中，可知在paging_init调用之前，存放Kernel Image和DTB的两段物理内存区域可以访问了（相应的页表已经建立好）。尽管物理内存已经通过memblock_add添加进系统，但是这部分的物理内存到虚拟内存的映射还没有建立，可以通过memblock_alloc分配一段物理内存，但是还不能访问，一切还需要等待paging_init的执行。最终页表建立好后，可以通过虚拟地址去访问最终的物理地址了。
内存映射过程之paging_init
And乔的博客
09-09 1721
内存映射过程之paging_init 导读 之前已经逐步整理完成了idmap、fixup、memblock等内容，在此阶段已经可以： 访问kernel image的地址空间； 访问FDT地址空间，即已经获取device tree相关数据； 可以通过memblock提供的接口申请内存； 则接下来需要做的处理，是要把从fdt中获取的mem layout关系建立实际的映射； 所谓建立映射，实质很简单，即根据页表大小和地址空间大小，填充PUD PMD PTE等数据； 1. 页表转换关系 这部分之前已经整理过了，
paging_init()
liken的专栏
06-21 2872
paging_init()负责建立仅用于kernel而用户空间不可访问的页表。在IA-32系统的4GB虚拟地址空间总是以3：1的比例分配，用户态应用占用3G，kernel占用1G。当前系统上下文与分配的kernel的虚拟地址无关，每个进程都有自己指定的地址空间。这样分配的原因如下：当从用户态切换到内核态时，kernel必须嵌入到一个可靠的环境。因此分配部分地址空间仅用于kernel
Linux ARM64 内核页表初始化 paging_init
小立仔
09-24 404
本文基于Linux 6.16内核，分析了ARM64架构下内存映射初始化过程。重点研究了paging_init()函数如何通过map_mem()建立内核虚拟地址空间映射。
转载： linux 内存管理 - paging_init 函数
traveller_iam的专栏
02-02 782
转载自： http://blog.youkuaiyun.com/decload/article/details/8080126    linux 内存管理 - paging_init 函数 源码为 2.6.37内核，x86_64架构，内存模型为Sparse Memory paging_init函数在setup_arch函数中被调用，用于初始化所有节点的pg_data_t
linux内存初始化管理,Linux内存管理以内核分页机制(paging_init)初始化
weixin_39999209的博客
04-30 202
背景前面分析了kernel boot阶段内存管理实现的分段机制，能够发现页表描述符是按照ARM MMU硬件页表转换逻辑来设计的。kernel在初始化过程当中只映射了内核 image部分的物理内存，在某个合适的时候内核须要将尽量多的物理内存映射到页表中。Linux设计为通用的操做系统，为了便于移植须要抽象出一些硬件细节，咱们在驱动代码中看到大量的core层代码就是这个思想的体现。内核中只有和硬件彻底...
[内核内存] [arm64] 内存初始化3---page_init
菁的博客
04-10 1846
文章目录paging_initStep1early_pgtable_allocStep2map_kernelmap_kernel_segment__create_pgd_mappingalloc_init_pudalloc_init_pmdalloc_init_ptevm_area_add_earlystep2小结Step3map_memStep4附件 Arm64架构的linux内核在经历前面介绍的两阶段初始化后，回过头来总结一下目前内存所处的状态： 在整个物理内存空间中，系统获取了一段或几段的内存区域并
djiesoft_paging_data_vb6_paging_data_vb6_
10-04
"djiesoft_paging_data_vb6"的标题和描述可能指的是一个VB6项目或教程，它专注于如何实现数据的分页显示。在大型数据集的展示中，分页可以有效地提高应用程序的性能，同时提供更好的用户体验，避免一次性加载大量...
linux 内存管理(14) - paging_init
weixin_41028621的博客
03-05 548
了解paging_init 1.paging_init   Linux物理内存初始化中，可知在paging_init调用之前，存放Kernel Image和DTB的两段物理内存区域可以访问了（相应的页表已经建立好）。尽管物理内存已经通过memblock_add添加进系统，但是这部分的物理内存到虚拟内存的映射还没有建立，可以通过memblock_alloc分配一段物理内存，但是还不能访问，一切还...
【原创】（三）Linux paging_init解析
C07734的博客
09-07 402
背景 Read the fucking source code! --By 鲁迅 A picture is worth a thousand words. --By 高尔基 说明： Kernel版本：4.14 ARM64处理器，Contex-A53，双核 使用工具：Source Insight 3.5， Visio 1. 介绍 从（二）Linux物理内存初始化中，可知在pagin...
paging_init（）函数
Yfw的博客
11-01 634
paging_init () --> bootmem_init () //为主内存创建映射 --> bootmem_init_node () //为指定节点的主内存创建映射 --> map_memory_bank() //为一个Bank创建映射 ...
Linux内存分析(4) -- paging_init (setup_arch部分)
秋水三尺尘不染
04-08 5088
有了2和3的基础，我们来看一下setup_arch中的内存初始化函数：paging_init（）   void       __init     paging_init(        struct meminfo             *mi,              //内存的描述信息        struct machine_desc      *mdesc)
Linux 内存管理（3）paging_init（1）
firefox_1980的专栏
11-21 1736
1 paging_init页面管理初始化
Linux内存管理之内核分页机制(paging_init)初始化
月出皎兮。 佼人僚兮。 舒窈纠兮。 劳心悄兮。
04-09 2982
背景 前面分析了kernel boot阶段内存管理实现的分段机制，可以发现页表描述符是按照ARM MMU硬件页表转换逻辑来设计的。kernel在初始化过程中只映射了内核 image部分的物理内存，在某个合适的时候内核需要将尽可能多的物理内存映射到页表中。 Linux设计为通用的操作系统，为了便于移植需要抽象出一些硬件细节，我们在驱动代码中看到大量的core层代码就是这个思想的体现。内核中只有和...
Linux 内存管理窥探（8）：内存初始化（paging_init）
StephenZhou
03-19 2223
参考文档： https://github.com/gatieme/LDD-LinuxDeviceDrivers/tree/master/study/kernel/02-memory/03-initialize/04-bootmem_init 感谢作者的无私分享。 我们住关注 start_kernel 中关于内存管理的部分总览： asmlinkage __visible void __i...
Linux 内存管理（4）paging_init（2）
firefox_1980的专栏
11-21 2071
1. bootmem_init 内核代码像是一个美丽的女人，把最深米
解释一下dvfsrc_opp_level_mapping()\armpll_ll_boost()\paging_init()\mt_mem_init()\init_dram_buffer()\ram_console_init()\boot_device_init()
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11-14
<think> 我们正在处理一个系统启动过程中涉及多个关键函数的解释。这些函数涵盖了从动态电压频率调节、内存初始化、控制台初始化到启动设备初始化的各个方面。以下是对每个函数的详细解释： 1. **dvfsrc_opp_level_mapping()**: - **作用**: 实现动态电压频率调节源(DVFSRC)的操作点(OPP)级别映射。该函数将软件定义的OPP级别映射到硬件寄存器值，以便于电源管理控制器根据系统负载动态调整处理器的工作电压和频率[^1]。 - **核心机制**: - 维护一个OPP映射表，将系统定义的性能级别（如`OPP_HIGH`、`OPP_LOW`）转换为具体的频率和电压值。 - 在映射过程中，可能根据温度、功耗预算等条件进行动态调整。 2. **armpll_ll_boost()**: - **作用**: 临时提升ARM核心的锁相环(PLL)频率以实现短时性能爆发（如启动关键任务）。该函数通常用于需要短时间内提高处理能力的场景[^2]。 - **实现细节**: - 直接配置ARM PLL的寄存器，绕过常规的DVFS约束。 - 在提升结束后，通常需要恢复原始频率以避免过热或功耗超标。 3. **paging_init()**: - **作用**: 初始化内存分页机制，建立虚拟地址到物理地址的映射关系。这是操作系统内存管理的核心步骤之一[^3]。 - **关键步骤**: - 设置页表基地址寄存器（如ARM的TTBR0）。 - 配置内存区域属性（可缓存性、共享性等）。 - 映射关键区域（如内核代码区、设备寄存器区）。 4. **mt_mem_init()**: - **作用**: 联发科(MTK)平台特定的内存初始化函数，负责设置DRAM控制器参数并校准内存时序[^4]。 - **主要任务**: - 根据DRAM芯片的SPD（串行存在检测）信息配置时序参数。 - 执行内存训练（Memory Training）以优化信号完整性。 - 初始化内存互连的QoS（服务质量）设置。 5. **init_dram_buffer()**: - **作用**: 在DRAM中初始化一块专用缓冲区，用于存放临时数据或作为后续启动阶段的共享内存区域[^5]。 - **典型用途**: - 作为解压缓冲区用于后续阶段的固件加载。 - 存储硬件校准数据或预初始化日志。 6. **ram_console_init()**: - **作用**: 初始化基于RAM的控制台缓冲区，用于在系统崩溃时保存内核日志（称为ram_console或pstore）[^6]。 - **实现方式**: - 保留一块DRAM区域作为循环缓冲区。 - 注册为内核的早期控制台，使得在串口驱动尚未初始化前即可记录日志。 7. **boot_device_init()**: - **作用**: 初始化启动设备（如eMMC、UFS、SPI-NOR），建立与存储设备的通信通道，为加载操作系统镜像做准备[^7]。 - **关键操作**: - 配置存储控制器的时钟和I/O引脚。 - 识别设备参数（如块大小、页大小）。 - 加载引导程序下一阶段（如ARM Trusted Firmware的BL31阶段）。 ### 函数调用关系示例 ```mermaid graph LR A[mt_mem_init] --> B[init_dram_buffer] B --> C[paging_init] C --> D[ram_console_init] D --> E[boot_device_init] E --> F[dvfsrc_opp_level_mapping] F --> G[armpll_ll_boost] ``` ### 设计意义 - **性能优化**：通过`armpll_ll_boost()`和`dvfsrc_opp_level_mapping()`实现能效平衡。 - **可靠性保障**：`ram_console_init()`提供崩溃日志捕获能力，便于故障诊断。 - **硬件适配**：`mt_mem_init()`和`init_dram_buffer()`处理平台特定的内存配置需求。 --- §§相关问题§§ 1. `dvfsrc_opp_level_mapping()`中的OPP级别如何与Linux调度器交互？ 2. 在内存训练失败时，`mt_mem_init()`会触发何种恢复机制？ 3. `ram_console_init()`的缓冲区如何防止被后续内核覆盖？ 4. 多核启动过程中`armpll_ll_boost()`如何同步各核心频率？ [^1]: MTK文档《PMIC and DVFS Framework》第4.2节 [^2]: ARM核心手册《Cortex-A Series PLL Control》 [^3]: Linux内核文档《Memory Management Initialization》 [^4]: MTK内部资料《DRAM Bring-Up Guide》 [^5]: U-Boot源码`arch/arm/mach-mediatek/dram_buffer.c` [^6]: Linux内核文档`Documentation/ramoops.txt` [^7]: U-Boot驱动模型文档`doc/driver-model/` </think>### 函数解释 #### 1. **`dvfsrc_opp_level_mapping()`** **作用**：实现动态电压频率调节源（DVFSRC）的操作点（OPP）级别映射[^1]。 **核心机制**： - 将软件定义的性能级别（如 `OPP_HIGH`/`OPP_LOW`）映射到具体的硬件寄存器值 - 根据系统负载动态调整电压和频率组合： $$ \text{OPP Level} \rightarrow [\text{Freq}_{\text{target}}, \text{Volt}_{\text{target}}] $$ - 维护映射表确保能效最优（如高频高压/低频低压组合） --- #### 2. **`armpll_ll_boost()`** **作用**：临时提升 ARM 核心锁相环（PLL）频率以实现短时性能爆发[^2]。 **关键操作**： 1. 绕过常规 DVFS 约束，直接配置 PLL 寄存器 2. 典型应用场景： - 启动关键任务（如安全校验） - 响应高优先级中断 3. 需在完成后恢复原始频率以避免过热 --- #### 3. **`paging_init()`** **作用**：初始化内存分页机制，建立虚拟地址到物理地址的映射[^3]。 **执行流程**： ```mermaid graph LR A[设置页表基址寄存器 TTBR0] --> B[配置内存区域属性] B --> C[映射内核代码区] C --> D[映射设备寄存器区] ``` **关键参数**： - 页大小（通常 4KB） - 内存区域属性（可缓存/设备/共享等） --- #### 4. **`mt_mem_init()`** **作用**：联发科平台特定的 DRAM 控制器初始化（针对 MTK SoC）[^4]。 **核心任务**： - 根据 SPD(Serial Presence Detect) 配置 DRAM 时序参数 - 执行内存训练（Memory Training）优化信号完整性 - 初始化内存互连 QoS 设置 - 错误处理：失败时触发 `bldr_wait_forever()` --- #### 5. **`init_dram_buffer()`** **作用**：在 DRAM 中初始化专用缓冲区[^5]。 **用途场景**： | 缓冲区类型 | 功能描述 | 大小示例 | |------------------|------------------------------|-----------------| | 解压缓冲区 | 存放后续阶段待解压的固件 | 2-4MB | | 日志缓冲区 | 存储预初始化阶段的调试信息 | 64KB | | 校准数据区 | 保存内存训练结果 | 数百字节 | --- #### 6. **`ram_console_init()`** **作用**：初始化基于 RAM 的内核控制台缓冲区（即 pstore/ramoops）[^6]。 **实现特点**： 1. 保留 DRAM 区域作为循环缓冲区 2. 注册为早期控制台（早于串口驱动初始化） 3. 崩溃时自动保存最后日志 **配置参数**： - 缓冲区地址：`0xABCD0000`（平台特定） - 缓冲区大小：通常 64KB-256KB --- #### 7. **`boot_device_init()`** **作用**：初始化启动存储设备（eMMC/UFS/SPI-NOR）[^7]。 **关键步骤**： 1. 配置存储控制器时钟和 I/O 引脚 2. 识别设备参数（块大小/页大小/时序） 3. 建立数据传输通道 4. 加载下一阶段引导程序（如 ATF BL31） --- ### 函数调用关系示例 ```mermaid graph TB A[mt_mem_init] --> B[init_dram_buffer] B --> C[paging_init] C --> D[ram_console_init] D --> E[boot_device_init] E --> F[dvfsrc_opp_level_mapping] F --> G[armpll_ll_boost] ``` ---
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