Linux子系统学习

1、Linux子系统介绍

如图所示，Linux有7个子系统，分别为

SCI：系统调用

PM：进程管理

VFS：虚拟文件系统

MM：内存管理

Network Stack：网络协议栈

Arch：体系结构相关

DD：设备驱动

和Linux驱动开发关系较为紧密的有进程管理系统、内存管理系统、虚拟文件系统，下面将学习进程管理系统和内存管理系统。

2、Linux内存管理子系统

2.1内存管理模型

内存管理子系统的职能主要有2个：

1、虚拟地址空间分布

2、虚拟地址到物理地址的映射

右边是虚拟地址的分配，上面是物理地址的分配，下面是虚拟地址到物理地址的转换。

Linux支持的虚拟地址空间由硬件来决定，比如32位的处理器只支持4G的虚拟内存，4G内存又被分为用户空间（0~3G）和系统空间（3~4G），即3:1的方式分配。

系统空间又分为直接映射区（3G~3G+896M（最高）），Vmalloc区、永久映射区和固定映射区。由于这几个区到物理地址的映射方式不同，所以分为4个区。

用户空间的虚拟地址到物理地址的映射：

学过操作系统的同学应该对这幅图不陌生。先把虚拟地址的高10位取出来，作为偏移加上基地址作为页目录，然后指向页表基地址。页表基地址加上中间10位就可以取到一个物理页的基地址，物理页的基地址加上后12位的页内偏移，就可以找到物理页的存储单元。

内核直接映射区到物理地址的映射：

这里的虚拟地址直接减去3G后就是它的物理地址

vMalloc区：

（物理地址的低896M称为低端地址，其他称为高端地址）

它及访问高端地址也访问低端地址，没有一种线性的映射关系

永久内核映射区：

它固定访问高端内存

固定映射区：

它和特殊的寄存器建立映射关系，用来访问寄存器。