linux内核虚拟内存和物理内存的映射

谁践踏了优雅 2022-05-15 04:21 421阅读 0赞

内存访问分为两种体系结构：一致性内存访问（UMA）和非一致性内存访问（NUMA）。NUMA指CPU对不同内存单元的访问时间可能不一样，因而这些物理内存被划分为几个节点，每个节点里的内存访问时间一致，NUMA体系结构主要存在大型机器、alpha等，嵌入式的基本都是UMA。UMA也使用了节点概念，只是永远都只有1个节点。本文讲的是UMA模型的嵌入式平台。

每个节点又将物理内存划分为3个管理区，在x86机器上管理区如下：

ZONE\_DMA：0~16MB

ZONE\_NORMAL：16MB~896MB

ZONE\_HIGHMEM：896~末尾（对于64位，则不需要高端内存，虚拟地址足够直接映射）

在hi3536嵌入式平台上实际的使用时由于系统mem超过896M，因此有两个管理区（cat /proc/buddyinfo）：

Node 0, zone Normal 33 33 14 13 33 33 11 3 4 4 166

Node 0, zone HighMem 36 10 13 5 2 2 1 1 1 2 278

每个管理区管理该内存区域内的所有页面（linux中每个页面的大小为4KB）。

以下linux物理内存组织结构标准的关系图：

![70][]

在Documentation/arm/memory.txt文件中定义了arm平台的线性地址空间布局情况，其与物理内存关系图：

![70 1][]

当用户空间和内核空间比例3:1时，PAGE\_OFFSET=0xC0000000。上面橙色虚线地址是一一映射关系，而高于highmem则需要vmalloc申请使用。

PHYS\_OFFSET=0x40000000

ZRELADDR == virt\_to\_phys(PAGE\_OFFSET +TEXT\_OFFSET) = virt\_to\_phys (TEXT\_ADDR) = 0x40008000

INITRD\_PHYS= 0x00800000

PARAMS\_PHYS= 0x00000100

high\_memory和VMALLOC\_START之间保留了8M空间间隙

high\_memory=PAGE\_OFFSET+ highmem

当系统内存在0~896MB时，highmem=系统内存

当系统内存>896MB时，highmem=896MB，多余的内存需要vmalloc映射访问

VMALLOC\_START和VMALLOC\_END-1之间用于vmalloc() / ioremap() space映射。

cat /proc/vmallocinfo：

0xfb000000-0xfe190000 51970048iotable\_init+0x0/0xb0 phys=10000000 ioremap

映射了CPU寄存器空间

名词解释：

ZTEXTADDR

解压代码运行的开始地址。没有物理地址和虚拟地址之分，因为此时MMU处于关闭状态。这个地址不一定时RAM的地址，可以是支持读写寻址的flash等存储中介。

ZRELADDR

内核启动在RAM中的地址。压缩的内核映像被解压到这个地址，然后执行。

\_\_virt\_to\_phys(TEXTADDR) == ZRELADDR

TEXTADDR

内核启动的虚拟地址，与ZRELADDR相对应。一般内核启动的虚拟地址为RAM的第一个bank地址加上0x8000。

TEXTADDR = PAGE\_OFFSET + TEXTOFFST

TEXTOFFSET

内核偏移地址。在arch/arm/makefile中设定。

PHYS\_OFFSET

RAM第一个bank的物理起始地址。

PAGE\_OFFSET

RAM第一个bank的虚拟起始地址。

文章来源：[https://blog.csdn.net/heliangbin87/article/details/77989953][https_blog.csdn.net_heliangbin87_article_details_77989953]

[70]: /images/20220515/5a046de7c69b40acaeaaa443a3ccec28.png
[70 1]: /images/20220515/8b09111da55742d2bdde2f0b8fed31e7.png
[https_blog.csdn.net_heliangbin87_article_details_77989953]: https://blog.csdn.net/heliangbin87/article/details/77989953

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