9)内存划分

内存划分

// init/main.c
void main(void) {
    ROOT_DEV = ORIG_ROOT_DEV;
    drive_info = DRIVE_INFO;
    ...
}

ROOT_DEV 为系统的根文件设备号，drive_info 为之前 setup.s 程序获取并存储在内存 0x90000 处的设备信息，我们先不管这俩变量，等之后用到了再说。

// init/main.c
void main(void) {
    ...
    memory_end = (1<<20) + (EXT_MEM_K<<10);
    memory_end &= 0xfffff000;
    if (memory_end > 16*1024*1024)
        memory_end = 16*1024*1024;
    if (memory_end > 12*1024*1024) 
        buffer_memory_end = 4*1024*1024;
    else if (memory_end > 6*1024*1024)
        buffer_memory_end = 2*1024*1024;
    else
        buffer_memory_end = 1*1024*1024;
    main_memory_start = buffer_memory_end;
    ...
}

这一坨代码虽然很乱，但仔细看，就会发现它只是为了计算出三个变量罢了。main_memory_startmemory_endbuffer_memory_end我们继续观察最后一行代码还会发现，其实有两个变量是相等的。
main_memory_start = buffer_memory_end;

这部分是针对不同的内存大小，设置不同的边界值，假设总内存一共就 8M 大小：

memory_end 就是：8 * 1024 * 1024
buffer_memory_end 就为：2 * 1024 * 1024
那么 main_memory_start 和它相等，也为：2 * 1024 * 1024

具体主内存区是如何管理的，要看 mem_init 方法。

// init/main.c
void main(void) {
    ...
    mem_init(main_memory_start, memory_end);
    ...
}

缓冲区是如何管理的，要看 buffer_init 方法。

// init/main.c
void main(void) {
    ...
    buffer_init(buffer_memory_end);
    ...
}

主内存管理

mem_init 函数，代码：

// mm/memory.c
#define LOW_MEM 0x100000
#define PAGING_MEMORY (15*1024*1024)
#define PAGING_PAGES (PAGING_MEMORY>>12)
#define MAP_NR(addr) (((addr)-LOW_MEM)>>12)
#define USED 100

static long HIGH_MEMORY = 0;
static unsigned char mem_map[PAGING_PAGES] = { 0, };

// start_mem = 2 * 1024 * 1024
// end_mem = 8 * 1024 * 1024
void mem_init(long start_mem, long end_mem)
{
    int i;
    HIGH_MEMORY = end_mem;
    for (i=0 ; i<PAGING_PAGES ; i++)
        mem_map[i] = USED;
    i = MAP_NR(start_mem);
    end_mem -= start_mem;
    end_mem >>= 12;
    while (end_mem-->0)
        mem_map[i++]=0;
}

这个函数就是给一个 mem_map 数组的各个位置上赋了值，先是全部赋值为 USED 也就是 100，然后对其中一部分又赋值为了 0。

宏定义和全局变量

1. #define LOW_MEM 0x100000
   • 定义了低内存的起始地址为 1MB（0x100000）。
2. #define PAGING_MEMORY (15*1024*1024)
   • 定义分页内存的总大小为 15MB。
3. #define PAGING_PAGES (PAGING_MEMORY>>12)
   • 计算分页页数（每页4KB），即 PAGING_MEMORY 右移12位，相当于除以4096。
4. #define MAP_NR(addr) (((addr)-LOW_MEM)>>12)
   • 计算地址 addr 对应的页号，即地址减去低内存起始地址后右移12位。
5. #define USED 100
   • 定义表示页面已使用的值为 100。
6. static long HIGH_MEMORY = 0;
   • 定义高内存的变量，初始化为0。
7. static unsigned char mem_map[PAGING_PAGES] = { 0, };
   • 定义一个内存映射数组，长度为 PAGING_PAGES，用于标记内存页的使用情况，初始值全为0。

代码作用

1. 将mem_map数组初始化，全部设置为USED代表全部使用。
2. 将从2M开始的页全部标记为未使用，即mem_map数组对应的位置零。
   

• 1M 以下的内存这个数组干脆没有记录，这里的内存是无需管理的，或者换个说法是无权管理的，也就是没有权利申请和释放，因为这个区域是内核代码所在的地方，不能被“污染”。
• 1M 到 2M 这个区间是缓冲区，2M 是缓冲区的末端，缓冲区的开始在哪里我们之后再说，这些地方不是主内存区域，因此直接标记为 USED，产生的效果就是无法再被分配了。
• 2M 以上的空间是主内存区域，而主内存目前没有任何程序申请，所以初始化时统统都是零，未来等着应用程序去申请和释放这里的内存资源。

总结

这部分的工作是把内存分为了三部分，内核程序、缓冲区和主内存。并创建了表mem_map 用来管理内存使用情况