ARM平台linux内核Notes 2

linux内存管理的任务

　　1）组织规划整个系统的物理和虚拟存储空间分布；

　　2）为虚拟存储空间（线性地址空间）建立页表，即建立虚拟地址到物理地址的映射关系；

　　3）设置不同存数空间的访问控制属性，保护系统存储空间不被非法访问；

　　4）内存分配和释放。

1 linux中的物理和虚拟存储空间的分布

　　支持MMU的32位微处理器上，linux物理存储空间和虚拟存储空间寻址范围都是0x0000_0000~0xFFFF_FFFF，为4GB。

　　但是linux运行在虚拟存储空间中，而实际使用中将 远小于4GB的物理内存映射为虚拟内存的4GB。

　　物理存储空间分布（引用《嵌入式系统linux内核开发实战指南（ARM平台）》）

　　其中：

　　1）noden，n <= MAX_NUMNODES-1，MAX_NUMNODES在ARM系统中，sharp芯片支持16个nodes，其他支持4个。

　　2）numnodes为当前node个数。

　　3）设置CONFIG_DISCONTIGMEM的系统中，可以有多个node，否则只含node0。

　　4）bankn，n <= NR_BANKS-1，NR_BANKS在ARM系统中，sharp芯片支持16个nodes，其他支持4个。

　　5）mem_init()可以将所有节点的页帧位码所占空间、孔洞页描述符空间及空闲内存释放。

　　虚拟存储空间分布（引用《嵌入式系统linux内核开发实战指南（ARM平台）》）

　　

　　1）线性地址空间0x0000_0000~0xFFFF_FFFF,4GB

　　　　用户空间0x0000_0000~0xBFFF_FFFF(3GB)，内核空间0xC000_0000~0xFFFF_FFFF(1GB)

　　2）低端内存：内核逻辑地址空间所映射的物理内存就是低端内存。

　　　　低端内存物理内存的物理地址与线性地址之间的转换可以通过__pa(x)和__va(x)来进行。

#define __pa(x)                 __virt_to_phys((unsigned long)(x))
//宏__pa(x)
#define __virt_to_phys(x)       ((x) - PAGE_OFFSET + PHYS_OFFSET)

#define __va(x)                 ((void *)__phys_to_virt((unsigned long)(x)))
//宏__va(x)
#define __phys_to_virt(x)       ((x) - PHYS_OFFSET + PAGE_OFFSET)

　　3）高端内存

 0xFFFF_FFFF  -- --
　　　　　　　  --|--　　//这部分即为高端物理内存，从high_memory~0xFFFF_FFFF
　　　　　　　  --|--　　//若实际物理内存＞896MB，则high_memory = 896MB
　　 　　　　　 --|--　　//若实际物理内存＜896MB，则直接分配high_memory = 实际物理内存
　　　 　　　　 --|--　　//意为 0C000_0000~high_memory对应的就是实际的物理内存地址
 high_memory  --|--
 0xC000_0000  -- --

　　在ARM处理器中，从虚拟地址到物理地址可以只经过一级地址转换，也可以经过两级地址转换。