59网站一起做网店,深圳做网站联系电话,邵阳seo快速排名,网站描文本怎么做原标题#xff1a;linux arm的存储分布那些事linux arm 内存分布总览上图是linux的arm的虚拟地址分布总览#xff0c;我们按从低地址到高地址的顺序逐个描述#xff0c;每项的描述包括如下的内容的组和#xff1a;地址范围大小#xff0c;虚拟转物理的接口函数#xff0c…原标题linux arm的存储分布那些事linux arm 内存分布总览上图是linux的arm的虚拟地址分布总览我们按从低地址到高地址的顺序逐个描述每项的描述包括如下的内容的组和地址范围大小虚拟转物理的接口函数各个区域对应的分配函数该区域有什么作用使用场合等等。首先开始第一个区域CPUvector page null pointer trap该区域的大小是一个page页的大小对于那些不支持中断向量重映射的cpu该区域用来存储对应的中断向量表对于那些支持中断向量重映射的cpu该区域用来扑获0地址的非法访问即null指针。针对arm体系他是支持中断向量重映射该区域一般保留不用用来扑获null指针。第二个区域应用程序地址空间地址大小范围属于[0x1000, 0xbf000000],我知道每个应用进程都有如下几个段text段即存储代码段data段即存储初始化的数据段bss段即存储未初始化的数据段堆(mallocfree)栈(往下生长)。他们的地址分布如下图1在应用程序加载到内存后会为每个段分一个vma的内核结构体并且为每个段都分配了虚拟地址(虚拟地址和大小都存储在vma结构体中)当可执行程序的各个段在加载的时候就会给其分配虚拟地址每个段对应内核的一个vma结构程序所有段对应的vma都挂在程序对应的进程的struct mm结构中但并未给他分配实际的物理地址待cpu实际去访问它时才会去实际建立物理到vma指定的虚拟地址映射并且将对应的段内容从elf文件中拷贝到相应的物理内存中。譬如当cpu要访问text段时这个时候并未建立相应的映射表所以会产生page fault异常从而在异常处理中linux的内存管理系统会为其分配物理内存 并从二进制可执行程序的elf文件读取text段到物理内存并且为该进程对应的页表建立该物理页到虚拟地址的映射这样cpu就可以访问该进程的text段并且执行对应的指令了。stack跟heap都一样在cpu有实际的访问时才会分配物理内存并建立物理到对应的虚拟地址(在程序加载时vma中就已经分配了虚拟地址)映射。这样做就可以节省程序运行时实际物理内存的使用。而不是程序一开始就建立了所有物理到虚拟的映射从而导致物理内存被大量不必要的消耗。第三个区域模块地址该区域用来为内核模块分配地址譬如在insmod一个驱动模块时会通过如下的流程sysinit_module--load_module--layout_and_allocate--move_module--module_alloc_update_bounds--module_alloc来为模块的各个段分配虚拟地址图2line42可见就指定了模块的虚拟地址范围为[MODULES_VADDRMODULES_END] [0xbf0000000xbfe00000]总计14MB。注意此时__vmalloc_node_range进行了实际的物理内存分配并且建立了物理到虚拟地址的映射。第四个区域PKMAP地址段该区域跟fixmap区域都是用来将高端物理内存页映射到内核的线性地址范围以使内核能够访问他。但为什么还要分两个区域呢他们有什么异同kmap和fixmap驱动的地址范围都是有限的所以不能长久持有最好使用完后就尽快的释放。其中kmap区域的API函数为kmap/kunmap该函数可以休眠在地址资源紧张的时候就会发生休眠。fixmap区域的api函数为kmap_atomic/__kunmap_atomic该函数为每个cpu都保留一个地址槽并且该函数是原子的不会休眠。使用kmap_atomic影射高端物理内存页处理完后(并且该处理不应该休眠同时kmap_atomic还会禁止抢占)就应该尽快调用__kunmap_atomic进行释放。所以该函数可以在中断上下文中使用kmap地址段的开始虚拟地址和大小在trunk/arch/arm/mm/mmu.c中的kmap_init函数就指定了。关于kmap的详细分析见我的另一篇blog文章。第五个区域内核地址空间的直接映射区即linux内核的低端内存区该区域也称为内核逻辑地址空间 是指从PAGE_OFFSET(3G)到high_memory之间的线性地址空间是系统物理内存映射区它映射了全部或部分(如果系统包含高端内存)物理内存。内核逻辑地址空间与系统RAM内存物理地址空间是一一对应的内核逻辑地址空间中的地址与RAM内存物理地址空间中对应的地址只差一个固定偏移量(3G)如果RAM内存物理地址空间从0x00000000地址编址那么这个偏移量就是PAGE_OFFSET(0xc0000000)。系统初始化过程中将低端内存永久映射到了内核逻辑地址空间为低端内存建立了虚拟映射页表。低端内存内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)两个宏来进行:#define __pa(x) ((unsigned long)(x)-PAGE_OFFSET) __pa(x)将内核逻辑地址空间的地址x转换成对应的物理地址相当于__virt_to_phys((unsigned long)(x))__va(x)则相反把低端物理内存空间的地址转换成对应的内核逻辑地址相当于((void *)__phys_to_virt((unsigned long)(x)))该区域的内存分配函数kmalloc/kfree和__get_free_page都是从低端内存来分配内存第六个区域高端内存vmalloc区该区域是属于linux内核的高端内存地址该区域分配的虚拟地址是连续的但对应的物理地址则可能是不连续的。该区域的内存分配api函数为vmalloc/vfree, 该区域的api可以用来分配大片内存但对应的物理内存可能是不连续的。该函数会修改页目录映射表因为要为对应的虚拟地址和物理地址建立映射关系。另外vmalloc区域跟高端内核(high_memory)有一个8MB的保留区域。端内存的物理地址与线性地址之间的转换不能使用上面的__pa(x)和__va(x)宏关于该区域linux内核的文档arm/memmory.txt有如下的描述vmalloc() / ioremap() space.Memory returned by vmalloc/ioremap willbe dynamically placed in this region.Machine specific static mappings are alsolocated here through iotable_init().VMALLOC_START is based upon the valueof the high_memory variable, and VMALLOC_ENDis equal to 0xff000000.第七个区域DMA内存映射区该区域是为DMA分配内存的该段区域的开始地址和大小在trunk/arch/arm/mm/dma-mapping.c中已经指定了。分别由consistent_baseDEFAULT_CONSISTENT_DMA_SIZECONSISTENT_END指定该区域的开始地址大小结束地址。该区域的内存分配api函数为dma_alloc_coherent/dma_free_coherent该分配函数会建立映射表并且分配出来的物理地址是连续的。dma_alloc_coherent的核心函数为__dma_alloc。具体详细的流程请见我的另外一篇blog。在调用这个api进行dma内存分配时虚拟地址是从CONSISTENT_END高地址往consistent_base低地址方向分配的即第一次dma_alloc_coherent调用的返回值第二次dma_alloc_coherent调用的返回值。请看图3一个实际的系统dma分配的内存情况另外dma分配函数分配的物理页是属于低端内存但他会通过__dma_alloc_remap函数将该物理页重新映射到dma所属的地址范围。所以同一个物理页存在两个虚拟地址映射因为该物理页对应的低端内存地址在内核初始化的时候就已经映射建立好了。第八个区域Fixmap映射区该区域的开始地址和大小在trunk/arch/arm/include/asm/fixmap.h文件中指定了该区域的地址范围[0xfff00000,0xfffe0000],该区域是属于最顶部的pte页表中(set_top_pte)他为系统中的每个cpu都保留了16个page页的虚拟地址。该区域有两个特殊函数fix_to_virt/virt_to_fix#define __virt_to_fix(x)(((x) - FIXADDR_START) PAGE_SHIFT)表示虚拟地址相对FIXADDR_START偏移的页框数该返回值应该属于[015]之间。第九个区域CPUvector page该区域是用来映射cpu的中断向量表因为linux arm使用的高端向量即cpu中断产生时pc指针会自动跳转到0xffff00004*vector_num的地方。图4line1107分配一个低端的物理内存页框line1109 early_trap_init将中断向量表的内容拷贝到这个新分配的物理页框中。图5line1149-1153将line1107行分配的物理页映射到虚拟地址0xffff0000为cpu中断产生时做好准备(对应的地址有各自的跳转代码来处理各自的中断异常)。在这里这个物理页同样是存在两个虚拟地址的映射一个是低端虚拟地址的影射一个是高端虚拟地址的映射最后附一个我们实际使用中的contexA9双核ram为1GB大小的系统的linux内存分布情况图图6可以结合图1和图6一起分析来加深对linux的内存分布情况的理解至于图1是怎么来的就需要看上面每个段的具体分析。责任编辑