Внутреннее устройство ядра Linux 2.4


Освобождение памяти после инициализации


После выполнения инициализации операционной системы, значительная часть кода и данных становится ненужной. Некоторые системы (BSD, FreeBSD и пр.) не освобождают память, занятую этой ненужной информацией. В оправдание этому приводится (см. книгу McKusick-а по 4.4BSD): "данный код располагается среди других подсистем и поэтому нет никакой возможности избавиться от него". В Linux, конечно же такое оправдание невозможно, потому что в Linux "если что-то возможно в принципе, то это либо уже реализовано, либо над этим кто-то работает".

Как уже упоминалось ранее, ядро Linux может быть собрано только в двоичном формате ELF. Причиной тому (точнее одна из причин) - отделение инициализирующего кода/данных, для создания которых Linux предоставляет два макроса:

  • __init - для кода инициализации
  • __initdata - для данных

Макросы подсчитывают размер этих секций в спецификаторах аттрибутов gcc, и определены в include/linux/init.h:

#ifndef MODULE #define __init __attribute__ ((__section__ (".text.init"))) #define __initdata __attribute__ ((__section__ (".data.init"))) #else #define __init #define __initdata #endif

Что означает - если код скомпилирован статически (т.е. литерал MODULE не определен), то он размещается в ELF-секции .text.init, которая объявлена в карте компоновки arch/i386/vmlinux.lds. В противном случае (т.е. когда компилируется модуль) макрос ничего не делает.

Таким образом, в процессе загрузки, поток ядра "init" (функция init/main.c:init()) вызывает функцию free_initmem(), которая и освобождает все страницы памяти между адресами __init_begin и __init_end.

На типичной системе (на моей рабочей станции) это дает примерно 260K памяти.

Код, регистрирующийся через module_init(), размещается в секции .initcall.init, которая так же освобождается. Текущая тенденция в Linux - при проектировании подсистем (не обязательно модулей) закладывать точки входа/выхода на самых ранних стадиях с тем, чтобы в будущем, рассматриваемая подсистема, могла быть модулем. Например: pipefs, см. fs/pipe.c. Даже если подсистема никогда не будет модулем напрмер bdflush (см. fs/buffer.c), все равно считается хорошим тоном использовать макрос module_init() вместо прямого вызова функции инициализации, при условии, что не имеет значения когда эта функция будет вызвана.

Имеются еще две макрокоманды, работающие подобным образом. Называются они __exit и __exitdata, но они более тесно связаны с поддержкой модулей, и поэтому будет описаны ниже.




- Начало -  - Назад -  - Вперед -