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内核页表调试

一、配置内核首先配置内核，使其支持导出内核页表到debugfs下面: Kernel hacking ---> ---> [*] Export kernel pagetable layout to...内核用page结构体管理所有物理内存，每一页大小为PAGE_SIZE对于arm64，可能是4K,16K,64K。...地址空间port属性说明第一列当前页表的映射范围地址第二列代表此映射范围大小 PMD PUD PTE 当标识为PMD PUD表示当前映射为block映射，如当前页表为4K,则pud的block映射一次性可映射...当标识为PTE表示为页表映射即PAGE_SIZE大小4K。 USR AP标记，用于标识当前范围是否在用户空间还是内核空间可读可写或者仅读。...x表述当前范围特权级别模式可执行，就是内核的可执行代码段，在内核中这段一般指向内核的text*段 SHD 表示可共享属性，在arm64上表述为多核之间可共享其页表可见 AF 访问标志，当首次映射页表时，

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Linux内核页表管理-那些鲜为人知的秘密

，而页表管理是在虚拟内存管理中尤为重要，本文主要以回答几个页表管理中关键性问题来解析Linux内核页表管理，看一看页表管理中那些鲜为人知的秘密。...页表存放在物理内存中，打开mmu之后，如果需要修改页表，需要将页表所在的物理地址映射到虚拟地址才能访问页表（如内核初始化后会将物理内存线性映射，这样通过物理地址和虚拟地址的偏移就可以获得页表物理地址对应的虚拟地址...Linux内核为何使用多级页表？...2）Linux内核填写页表，将页表基地址告诉mmu 内核初始化建立内核页表，实现缺页异常等机制为用户任务按需分配并映射页表。当然，内核也可以遍历页表，如缺页异常时遍历进程页表。 10....页表填写/切换时机 1）内核页表填充内核初始化过程：物理地址 -> 恒等映射（建立恒等映射页表和粗粒度内核页表） ->打开mmu -> paging_init(建立细粒度的内核页表和内存线性映射

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Linux-3.14.12内存管理笔记【建立内核页表（1）】

前面已经分析过了Intel的内存映射和linux的基本使用情况，已知head_32.S仅是建立临时页表，内核还是要建立内核页表，做到全面映射的。...建立内核页表前奏，了解两个很关键的变量： max_pfn：最大物理内存页面帧号； max_low_pfn：低端内存区（直接映射空间区的内存）的最大可用页帧号； max_pfn 的值来自setup_arch...Linux是一个支持多硬件平台的操作系统，各种硬件芯片的分页并非固定的2级（页全局目录和页表），仅仅Intel处理器而言，就存在3级的情况（页全局目录、页中间目录和页表），而到了64位系统的时候就成了4...所以Linux为了保持良好的兼容性和移植性，系统设计成了以下的4级分页模型，根据平台环境和配置的情况，通过将页上级目录和页中间目录的索引位设置为0，从而隐藏了页三级目录和页中间目录的存在。...此外还有一个准备操作，在setup_arch()函数中调用的页表缓冲区申请操作： early_alloc_pgt_buf()：【file：/arch/x86/mm/init.c】 void __init

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Linux-3.14.12内存管理笔记【建立内核页表（3）

前面已经分析了内核页表的准备工作以及内核低端内存页表的建立，接着回到init_mem_mapping()中，低端内存页表建立后紧随着还有一个函数early_ioremap_page_table_range_init...= pte); #endif return pte; } 可以看到这里在此出现临时内核映射区间的标识（FIX_KMAP_END和FIX_KMAP_BEGIN），检查当前页表初始化的地址是否处于该区间范围...为了避免前期可能对固定映射区已经分配了页表项，基于临时内核映射区间要求页表连续性的保证，所以在此重新申请连续的页表空间将原页表内容拷贝至此。...值得注意的是，与低端内存的页表初始化不同的是，这里的页表只是被分配，相应的PTE项并未初始化，这个工作将会交由以后各个固定映射区部分的相关代码调用set_fixmap()来将相关的固定映射区页表与物理内存关联...至此，内核页表建立完毕。

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深入理解Linux内核页表映射分页机制原理

从事十年嵌入式转内核开发(23K到45K),给兄弟们的一些建议腾讯T6-9首发“Linux内核源码嵌入式开发进阶笔记”，差距不止一点点哦如下图所示，进程1和进程2拥有完整的虚拟地址空间，虚拟地址空间分为了用户空间和内核空间...…… 针对这些话题本文不做深入探讨，可以阅读另一篇为其量身定做的博文《深入Linux内核（内存篇）—TLB》。 1.5 页表多大合适？...TTBRx（Translation Table Base Register x）即页表转换基址寄存器，ARMv7提供了TTBR0和TTBR1两个寄存器，Linux分别将其应用于内核态和用户态。...ARMv7页表属性的定义分为Linux版本的页表和ARMv7硬件的页表。 Linux版本的PTE页表属性定义加入前缀L_，如下所示： /* * "Linux" PTE definitions....TTBR0和TTBR1，在Linux中分别用于用户空间和内核空间，内核空间地址高16位全为1，用户空间地址高16位全为0,。

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Linux内核透明巨型页支持

默认情况下，内核尝试在读取页面错误时使用巨型零页来进行匿名映射。...thp_zero_page_alloc_failed: 如果内核分配巨型零页失败并回退到使用小页，则thp_zero_page_alloc_failed会增加。...如果您没有遍历页表，但是遇到了一个物理的大页，但是您不能在代码中原生地处理它，您可以通过调用split_huge_page(page)来分裂它。这就是Linux VM在尝试切换大页面之前所做的。...持有页表锁将防止巨型的PMD被转换成一个常规的PMD(split_huge_pmd可以与页表遍历并行)。如果第二个pmd_trans_huge返回false，则应该释放页表锁并回退到之前的旧代码中。...一旦完成，您可以释放页表锁。

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宋宝华： ARM64 Linux内核页表的块映射

内核文档Documentation/arm64/memory.rst描述了ARM64 Linux内核空间的内存映射情况，应该是此方面最权威文档。...以典型的4K页和48位虚拟地址为例，整个内核空间的虚拟地址分布如下： ?...我们看看这种情况下的页表，我们既可以用最终的【20:12】对应的PTE映射项，以4K为单位，进行虚拟地址到物理地址的映射；又可以以【29:21】对应的PMD映射项，以2M为单位，进行虚拟地址到物理地址的映射...我们把它们全部选中，这样我们可以得到一个debugfs接口： /sys/kernel/debug/kernel_page_tables 来获知内核态页表的情况。...我在内核启动参数加的rodata=0实际上是让rodata_full为false。如果我把这个kernel启动选项去掉，我得到的内核页表是完全不一样,线性映射区也全部是PTE映射： ?

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内核必须懂(七): Linux四级页表(x64)

目录前言 Intel四级页表实操寻址获取cr3 获取PGD 获取PUD 获取PMD 获取PTE 获取内容最后 ---- 前言 Linux四级页表的作用主要就是地址映射, 将逻辑地址映射到物理地址...很多时候, 有些地方想不明白就可以查看实际物理地址进行分析. ---- Intel 四级页表其实很多设计的根源或者说原因都来自于CPU的设计, OS很多时候都是辅助CPU....Linux的四级页表就是依据CPU的四级页表来设计的. 这里主要说的就是Intel x64页面大小为4KB的情况, 如图所示: ?...在Linux当中, 第一级页表称为PGD, 当然是有历史原因的, 可以自行google. 所以Linux的四级页表分别是PGD -> PUD -> PMD -> PTE. ?...---- 最后当然了, 这次是在用户态下进行从线性地址到物理地址转换的, 如果是内核态有些地方会发生变化. 暂时写到这里, 内核态等后续的更新了.

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内核知识第八讲,PDE,PTE,页目录表,页表的内存管理

内核知识第八讲,PDE,PTE,页目录表,页表的内存管理一丶查看GDT表....而这个在操作系统初始化的是否就已经完成了. 如果我们不开启,那么访问虚拟内存,就等价于访问物理内存了....首先我们的CR3寄存器保存了表的首地址. 这里有一个页目录表,还有页表的关键词. 页目录表: 也称为PDE,而页表称之为PTE....PDE表的大小: 　　页目录表,存储在一个4K字节的物理页中,其中每一项是4个字节.保存了页表的地址. 　　而最大是1M个页. PTE表的大小. 　　PTE的大小也和PDE一样的....但是通过两个表查询.可以映射4G内存.而上面的设计方法不行. 首先前边20位保存了页表或者物理地址的基地址. 比如我们的页目录表. 查到了第5项.那么从中取出千20位来,加上000就等于页表了.

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Linux内核19-中断描述符表IDT的初始化

至此，我们已经理解了X86架构如何在硬件层面如何处理中断和异常，那么接下来，我们看看Linux内核管理这些中断和异常。同所有的设备一样，我们在使能硬件之前，必须先初始化其相关的数据结构。...而Linux使用中断描述符表IDT记录管理所有的中断和异常。那么，首先，Linux内核应该把IDT的起始地址写入idtr寄存器，然后初始化所有的表项。这一步在初始化系统时完成。...一旦Linux启动，IDT会被搬运到RAM的受保护区域并被第二次初始化，因为Linux不会使用任何BIOS程序。 IDT结构被存储在idt_table表中，包含256项。...内核初始化的时候，汇编函数setup_idt()用相同的中断门填充idt_table表的所有项，都指向ignore_int()中断处理函数： setup_idt: lea ignore_int,...完成这次IDT表的初始化之后，内核还会进行第二次初始化，用真正的trap或中断处理函数代替刚才的null函数。一旦这两步初始化都完成，IDT表就包含具体的中断、陷阱和系统门，用以控制每个中断请求。

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Linux内核有没有rootfs,Linux内核rootfs的初始化过程

由于在下水平相当有限，不当之处，还望大家批评指正^_^ 在Linux shell中执行mount命令，通常可以看到某个做了文件系统的磁盘分区或flash分区或内存文件系统做为所谓的根文件系统被mount...实际上内核中最初始的根文件系统，并不是来自内核外部，他是由内核自己构建出来的。为了说明这个过程，我们先说说mount的过程。...每一个文件系统被加载到内核后，内核中都会产生如下几个结构：一个struct mount结构一个struct super_block结构一个struct dentry结构，他是此文件系统的根目录的目录顶...vfs_kern_mount加载了一个文件系统到内核中。...先是走到do_pre_smp_initcalls，从而调用到了由rootfs_initcall(populate_rootfs);定义的初始化函数populate_rootfs。

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linux内核的冷热页分配器

linux本来有伙伴系统分配内存页，为了加快单个内存页的分配linux在每个node里为每个cpu分配了一个per_cpu_pageset（暂且叫他页缓存吧）。...每个页缓存包含一个冷页缓存和一个热页缓存。这两个用法有什么区别呢。如果申请完一个内存页就立刻用来写数据，用热页缓存。如果申请完暂时用不到或者给DMA用，用冷页缓存。...这主要是因为内核用free_pages释放单个内存页的时候会调用free_hot_page。...刚释放的内存页大概率还在cpu的cache里，也就是说热页缓存里的页很可能还在cpu的cache里，所以申请热页缓存并且立即使用会直接访问cpu的cache速度会比较快。...其他情况就用冷页缓存，冷页缓存里的页在主内存里，需要重新加载到cpu的cache，速度会慢一些。

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Linux-3.14.12内存管理笔记【建立内核页表（2）】-低端内存的建立

前面的前奏已经分析介绍了建立内核页表相关变量的设置准备，接下来转入正题分析内核页表的建立。...建立内核页表的关键函数init_mem_mapping()：【file：/arch/x86/mm/init.c】 void __init init_mem_mapping(void) { unsigned...最终建立内核页表的同时，完成内存映射。...（低端内存）的页表建立。...至此，内核低端内存页表建立完毕。

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驱动开发：内核解析内存四级页表

当今操作系统普遍采用64位架构，CPU最大寻址能力虽然达到了64位，但其实仅仅只是用到了48位进行寻址，其内存管理采用了9-9-9-9-12的分页模式，9-9-9-9-12分页表示物理地址拥有四级页表，...9-9-9-9-12的分页模式是一种常见的分页方案，其中物理地址被分成四级页表：PXE（Page Directory Pointer Table Entry）、PPE（Page Directory Entry...每个级别的页表都负责将虚拟地址映射到更具体的物理地址。通过这种层次化的页表结构，操作系统可以更有效地管理和分配内存。...PTE 0即可解析，如下所示，当前地址0位置处的PTE基址是FFFF898000000000，由于PTE的一个页大小是0x1000所以当内存地址高于0x1000时将会切换到另一个页中，如下FFFF898000000008...则是另一个页中的地址。

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驱动开发：内核解析内存四级页表

当今操作系统普遍采用64位架构，CPU最大寻址能力虽然达到了64位，但其实仅仅只是用到了48位进行寻址，其内存管理采用了9-9-9-9-12的分页模式，9-9-9-9-12分页表示物理地址拥有四级页表，...9-9-9-9-12的分页模式是一种常见的分页方案，其中物理地址被分成四级页表：PXE（Page Directory Pointer Table Entry）、PPE（Page Directory Entry...每个级别的页表都负责将虚拟地址映射到更具体的物理地址。通过这种层次化的页表结构，操作系统可以更有效地管理和分配内存。...PTE 0即可解析，如下所示，当前地址0位置处的PTE基址是FFFF898000000000，由于PTE的一个页大小是0x1000所以当内存地址高于0x1000时将会切换到另一个页中，如下FFFF898000000008...则是另一个页中的地址。

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Linux内核调度器源码分析 - 初始化

为了能够理解 Linux 调度器的设计与实现，我们将以 Linux kernel 5.4 版本(TencentOS Server3 默认内核版本)为对象，从调度器子系统的初始化代码开始，分析 Linux...本(系列)文通过分析 Linux 调度器(主要针对 CFS)的设计与实现，希望能够让读者了解：调度器的基本概念调度器的初始化(包括调度域相关的种种) 进程的创建、执行与销毁进程切换原理与实现 CFS...fair_sched_class: CFS 调度器的优先级要低于上面的三个调度类，它是基于公平调度思想而设计的调度类型，是 Linux 内核的默认调度类。...调度器初始化(sched_init) 下面进入正题，开始分析内核调度器的初始化流程，希望能通过这里的分析，让大家了解： 1、运行队列是如何被初始化的 2、组调度是如何与 rq 关联起来的(只有关联之后才能通过...结语本文主要介绍了内核调度器的基本概念，并通过分析5.4内核中调度器的初始化代码，介绍了调度域、调度组等基本概念的具体落地方式。

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linux内核符号表kallsyms简介

简介：在2.6版的内核中，为了更方便的调试内核代码，开发者考虑将内核代码中所有函数以及所有非栈变量的地址抽取出来，形成是一个简单的数据块(data blob:符号和地址对应)，并将此链接进 vmlinux...须设置 CONFIG_KALLSYMS 选项为y；如果要在 kallsyms 中包含全部符号信息，须设置 CONFIG_KALLSYMS_ALL 为y 查看kallsyms表：得益于/proc文件系统...，我们可以直接读取这个表。...b 符号在未初始化数据区（BSS） c 普通符号，是未初始化区域 d 符号在初始化数据区 g 符号针对小object，在初始化数据区 i 非直接引用其他符号的符号 n 调试符号 r 符号在只读数据区 s...符号针对小object，在未初始化数据区 t 符号在代码段 u 符号未定义

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浅谈Linux内核中页缓存和块缓存

概述运行在用户态的应用程序需要经常访问磁盘数据，进行读写操作，由于磁盘(HDD)相对较慢，没有任何缓存的情况下，每次应用读写操作时延页非常慢；在内核设计之初，添加了缓存设计，将磁盘数据保存在RAM中，...Page Cache高速缓存使用的是物理页帧，以页为单位将文件内容缓存，逻辑文件(struct file)中每一个页可以划分为块单位，将每个块映射到磁盘的盘块，因此一个文件的页可以和多个Buffer Cache...Page Cache(页缓存) Linux页高速缓存任何基于页的数据，所缓存的Page包括普通文件内容、块设备文件、内存映射文件的读写。页缓存中一个页帧的文件数据锁对应的磁盘块不必是连续的。...在内核中块缓存是通过struct buffer_head进行管理的。...所属的地址空间 struct address_space *b_assoc_map; atomic_t b_count; /* users using this buffer_head */ }; 内核中按照块访问的场景不多

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深入理解Linux内核之脏页跟踪

1.开场白环境：处理器架构：arm64 内核源码：linux-5.10.50 ubuntu版本：20.04.1 代码阅读工具：vim+ctags+cscope Linux内核由于存在page...为了回写page cache中的脏页，需要标记页为脏。脏页跟踪是指内核如何在合适的时机记录文件页为脏，以便内核在进行脏页回写时，知道将哪些页面回写到磁盘。...匿名页不需要跟踪脏页，因为不需要同步到磁盘；私有文件页也不需要跟踪脏页，因为映射的时候，可写页会映射为只读，写访问会发生写时复制，转变为匿名页；所以只有共享的文件页需要跟踪脏页。...在Linux内核中，因为跟踪脏页会涉及到文件回写、缺页异常、反向映射等技术，所以本文也重点讲解在Linux内核中如何跟踪脏页。...脏页回写之后，页描述符脏标志位是清零的，文件写页调用链会设置页描述符脏标志位。

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【Linux 内核内存管理】物理页释放 ( 物理页释放 __free_pages 函数 )

文章目录一、物理页释放 __free_pages 函数一、物理页释放 __free_pages 函数 ---- 页分配器提供了释放物理页的函数 __free_pages , 该函数定义在 Linux...内核源码的 linux-4.12\mm\page_alloc.c#4083 位置 ; __free_pages 函数参数分析 : struct page *page 参数表示要释放的物理页 page...的虚拟空间地址 ; unsigned int order 参数表示要释放的物理页的 " 阶数 " , 也就是要释放的物理页大小 ; 阶 ( Order ) : 物理页的数量单位 ,...n 阶页块指的是 2^n 个连续的 " 物理页 " ; 参考【Linux 内核内存管理】伙伴分配器 ① ( 伙伴分配器引入 | 页块、阶 | 伙伴 ) __free_pages 函数源码...order == 0) free_hot_cold_page(page, false); else __free_pages_ok(page, order); } } 源码路径 : linux

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