2024-11-21
ARMv8‑A 架构和处理器
ARM架构自1985年起不断发展，从早期的ARM内核逐步演进，增加了特性和功能。ARMv8-A架构是最新一代，支持32位和64位执行状态，引入了64位宽寄存器，同时保持与ARMv7软件的向后兼容性。它具备多项增强，如大物理地址、64位虚拟寻址、自动事件信号等，以及硬件加速密码学等功能。ARMv8-A架构的处理器包括Cortex-A53和Cortex-A57，分别针对中档、低功耗和高端计算需求，提供高性能和能源效率。
2024-11-21
armv8的寄存器
AArch64执行状态提供了32个64位通用寄存器，每个寄存器都有32位形式。此外，还有几个特殊寄存器，如零寄存器、栈指针、程序计数器、异常链接寄存器、程序状态保存寄存器等。处理器状态PSTATE包含多个独立访问的字段，如ALU标志、执行状态、异常级别等。系统配置通过系统寄存器进行控制，使用MSR和MRS指令进行访问。字节序控制可以通过SCTLR_ELn寄存器中的EE位进行设置。在AArch64和AArch32之间切换时，AArch64寄存器映射到AArch32寄存器集，并保留状态。NEON和浮点寄存器提供128位浮点寄存器，用于保存浮点操作数和NEON操作的标量操作数和向量操作数。
2024-11-21
为什么需要虚拟内存
本文主要探讨了操作系统中虚拟内存的概念及其重要性。虚拟内存是一种内存管理技术，它为每个进程分配一套独立的虚拟地址空间，而操作系统负责将这些虚拟地址映射到物理内存地址。这样，进程之间的内存地址相互隔离，互不干扰，有效解决了多进程环境下的内存冲突问题。此外，虚拟内存还允许进程的运行内存超过物理内存大小，因为操作系统会将不常使用的内存页面换出到硬盘上，从而释放物理内存空间。虚拟内存的管理方式主要有内存分段和内存分页，两者各有优缺点。分段机制将程序划分为不同的逻辑段，但容易出现外部内存碎片和内存交换效率低的问题；而分页机制将内存空间划分为固定大小的页，解决了外部内存碎片问题，并提高了内存交换效率。为了解决简单分页产生的页表过大的问题，引入了多级页表和TLB技术。最后，本文还介绍了Linux操作系统的内存管理方式，主要采用分页管理，同时涉及分段机制。
2024-11-20
Git入门图文教程
Git 是一款先进的分布式版本控制系统，支持代码版本控制、跨区域多人协作等功能。本文介绍了 Git 的基本概念、安装配置、使用入门、远程仓库、分支、标签管理、撤销变更等，并结合实际工作中的 Git 实践，如 Git flow、stash、cherry-pick 等进行了详细讲解。通过本文的学习，读者可以掌握 Git 的基本操作和高级功能，更好地进行团队协作和代码管理。
2024-11-20
linux源码解析07–缺页异常之架构相关部分(ARM64为例)分析
本文详细介绍了缺页异常的原理和实现过程，涵盖了从异常向量表到通用代码处理的各个环节，并对主要缺页异常类型进行了分类说明。缺页异常是操作系统虚拟内存管理的重要机制，对于进程来说时透明的。文章中还涉及了匿名映射、文件映射、swap 缺页异常、写时复制缺页异常等概念，为理解虚拟内存管理提供了基础。
2024-11-20
linux源码解析06–常用内存分配函数kmalloc、vmalloc、malloc和mmap实现原理
您好！这是一份关于内存分配函数的总结，涵盖了 kmalloc、vmalloc、malloc 和 mmap 函数。 **1. kmalloc 函数** - 基于 slab 分配器实现，分配的内存物理上连续。 - 分配流程： - 检查大小是否超过 KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE，若超过，调用 kmalloc_large。 - 计算使用的 slab 缓冲区索引。 - 调用 kmem_cache_alloc_trace 从 slab 分配内存。 **2. vmalloc 函数** - 临时在 vmalloc 内存区申请 vma，并分配物理页面，建立映射。 - 适合分配较大内存，物理内存不一定连续。 **3. malloc 函数** - C 库实现，维护缓存，内存不足时通过系统调用 brk 向内核申请。 - 分配流程： - 从 C 库缓存分配或通过 brk 系统调用向内核申请。 - 若设置 VM_LOCKED 标志，立即分配物理页面并建立映射；否则，延迟分配。 - 访问未映射的虚拟空间时触发缺页异常，分配物理页面并建立映射。 **4. mmap 函数** - 用于用户程序分配内存、读写大文件、链接动态库、多进程内存共享等。 - 映射类型： - 私有匿名映射：fd=-1, flags=MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE - 共享匿名映射：fd=-1, flags=MAP_ANONYMOUS|MAP_SHARED - 私有文件映射：flags=MAP_PRIVATE - 共享文件映射：flags=MAP_SHARED - 分配流程： - 创建 vma 结构体。 - 根据文件关联性和映射区域属性，调用相应的映射函数。 - 建立虚拟地址到物理地址的映射。 - 默认情况下，mmap 只建立 vma，未分配物理页面，访问时触发缺页异常。 **总结** - kmalloc 和 vmalloc 适合分配内存，malloc 和 mmap 适合分配虚拟地址空间。 - 访问未映射的虚拟空间时，会触发缺页异常，内核会分配物理页面并建立映射。 - mmap 的重复映射和文件打开过多会导致性能问题。
2024-11-20
linux内核源码解析04–用户进程页表创建
科学边界发表的文章详细阐述了Linux内核中进程页表的创建、缺页异常处理以及进程切换时的内存管理机制。文章首先介绍了进程创建时页表的创建过程，包括fork时复制父进程的页表、分配pgd物理页面以及拷贝页表项。其次，描述了缺页异常导致的写时复制（COW）的处理流程，包括分配新页面、复制旧页面内容以及更新页表项。最后，文章解释了进程切换时如何通过更新ASID和页表基地址来实现地址空间的切换。这些内容对于理解Linux内存管理至关重要。
2024-11-20
linux内核源码解析03–启动代码分析之主内核页表创建
Linux内核初始化过程中，会依次建立多种页表映射，以支持不同的内存访问需求。这些映射包括恒等映射、粗粒度内核镜像映射、fixmap映射、细粒度内核镜像映射、线性映射以及用户空间页表映射。文章详细解析了细粒度内核镜像映射和线性映射的创建过程，以及内核主页表的建立。此外，还介绍了伙伴系统的初始化，包括bootmem分配器的初始化、sparse内存模型初始化、zone数据结构初始化等。通过这些初始化过程，Linux内核为后续的内存管理和进程调度等操作奠定了基础。
2024-11-20
linux内核源码解析02–启动代码分析之setup_arch详解
文章深入解析了 Linux 内核初始化过程中 fixmap 映射的原理与实现，阐述了为什么在内存管理子系统尚未建立时，必须通过固定虚拟地址访问如 dtb 和 IO 设备等关键资源。通过剖析 early_fixmap_init 函数及相关数据结构，揭示了页表分级、地址计算与内核早期资源访问的详细机制，
2024-11-19
高度自定义工具OneMore开发
OneMore是一款受bsptools启发而诞生的自定义集成工具，采用pyqt6+fluent-widgets开发，具有侧边导航栏和标签页界面。目前已实现登录、设置、导航栏、标签页等基础功能，并集成了MTK和高通等多种工具的可视化操作。项目开源，期待共同开发和完善。
