文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
基于ARM的嵌入式Linux的内存优化技术研究与实现
姓名:吴懿
申请学位级别:硕士
专业:计算机科学与技术
指导教师:章勇
2011-03
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
随着计算机技术和信息通信技术的不断发展,信息化时代的脚步已经越来越快。在这个
大背景下,由于嵌入式系统在抗老化、防颠簸、极端环境试验中比其他架构的类似系统有着
明显的优势,故在我军的“高、精、尖”领域大量装备部队,且由于 Linux 的开源性,较其
他系统的黑箱模式安全性更强,故基于 ARM 的嵌入式 Linux 系统成为这个潮流中的主流产
品。但由于设计方面的特殊需求,如在内存管理模式上照搬桌面 Linux 的模式,则不能在内
存使用效率上达到最优化。
本研究课题从 Linux 的内核着手,从进程管理,通信管理,内存管理三大主要方向对
其进行关键技术的解析,特别对内存管理进行模型分析,从用户内存管理器、进程虚拟内存
管理器、物理内存管理器、内核缓冲区管理器五部分对其进行研究,分别在系统启动时,系
统运行时的代码段、数据段、bss 段、栈段、堆段,ARM 硬件相关,用户体验四大方向对基
于 ARM 的嵌入式 Linux 系统提出一个内存优化方案。同时,对堆栈的优化中的页面置换算
法进行改进,在 Linux Kernel 中添加一个 RgScanProcess(int itime, int imemory, int ipid, int
imode)进程调用和对扫描程序 kswapd 进程进行规避系统主要任务进程所需内存空间的设
计,形成一个页面置换算法的 LRU 改进算法,从而实现对系统的内存优化。
最后,实现上述内存优化方案和改进算法,通过试验验证其有效性。利用三种样本进
程模拟系统本身无序的进程运行流程,得出测试结果,结果表明课题相关改进对基于 ARM
的嵌入式 Linux 内存优化有一定的借鉴意义。

关键词:嵌入式系统,ARM,Linux,内存优化,内核调用,页面置换,LRU,kswapd

I
基于 ARM 的嵌入式 Linux 的内存优化技术研究与实现
ABSTRACT
With puter technology and information munication technology continues to
evolve, the information age has e increasingly a faster pace. Embedded system in
anti-aging、anti-bump、the extreme environmental testing have a distinct advantage than similar
systems in other structure, so in our military these have a large number of troops using the
embedded system. And because the open source nature of Linux over other systems and has more
security than other black-box mode, ARM-based embedded Linux system has e the
mainstream of this trend in the product. However, due to their special needs in the design, the
model of memory management in Linux on the desktop can not achieve its best efficiency.
The research studies the Linux kernel in three main directions of the techniques which are
process munications management and memory management. Particular, we are
from five parts of memory management, which are memory management device from the user, the
process virtual memory manager, physical memory manager and the k