Contents
7.1.2 Kernel part . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
7.2 Syscalls with arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
7.3 Other input paths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
7.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
8 Timer 45
8.1 Hz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
8.2 Jiffies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
8.2.1 Calculating with Jiffies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
8.3 The timer interrupt handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
8.4 Timer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
8.4.1 The timer wheel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
8.5 Waiting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
8.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
9 Memory Management 51
9.1 Description of Physical Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
9.1.1 UMA and NUMA Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
9.1.2 Nodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
9.1.3 Zones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
9.1.4 Pages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
9.2 Managing Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
9.2.1 Allocating and Freeing Pages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
9.2.2 High Memory Mappings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
9.2.3 Per-CPU Allocations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
9.2.4 Allocation Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
9.2.5 The Buddy System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
9.3 The Slab Allocator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
9.3.1 Slab Caches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
9.3.2 Slob and Slub Allocator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
9.3.3 Allocating a Slab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
9.3.4 kmalloc, kfree . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
9.3.5 Allocating Non-Contiguous Memory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
9.3.6 Choosing an Allocation Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
9.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
10 VFS 61
10.1 Filesystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
10.1.1 file system type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
10.1.2 superblock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
10.1.3 vfsmount . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
10.2 Resolving a file path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
10.2.1 dentry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
10.2.2 inode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
10.2.3 file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
10.3 Process-specific information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
10.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
11 Virtual Adress Space 65
11.1 mm struct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
11.2 Virtual Memory Areas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
11.3 Page tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
11.3.1 Recent developments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
11.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4
