linux內(nèi)存管理的任務(wù)

　　1）組織規(guī)劃整個系統(tǒng)的物理和虛擬存儲空間分布；

　　2）為虛擬存儲空間（線性地址空間）建立頁表，即建立虛擬地址到物理地址的映射關(guān)系；

　　3）設(shè)置不同存數(shù)空間的訪問控制屬性，保護(hù)系統(tǒng)存儲空間不被非法訪問；

　　4）內(nèi)存分配和釋放。

1 linux中的物理和虛擬存儲空間的分布

　　支持MMU的32位微處理器上，linux物理存儲空間和虛擬存儲空間尋址范圍都是0x0000_0000~0xFFFF_FFFF，為4GB。

　　但是linux運行在虛擬存儲空間中，而實際使用中將 遠(yuǎn)小于4GB的物理內(nèi)存映射為虛擬內(nèi)存的4GB。

　　物理存儲空間分布（引用《嵌入式系統(tǒng)linux內(nèi)核開發(fā)實戰(zhàn)指南（ARM平臺）》）

　　其中：

　　1）noden，n <= MAX_NUMNODES-1，MAX_NUMNODES在ARM系統(tǒng)中，sharp芯片支持16個nodes，其他支持4個。

　　2）numnodes為當(dāng)前node個數(shù)。

　　3）設(shè)置CONFIG_DISCONTIGMEM的系統(tǒng)中，可以有多個node，否則只含node0。

　　4）bankn，n <= NR_BANKS-1，NR_BANKS在ARM系統(tǒng)中，sharp芯片支持16個nodes，其他支持4個。

　　5）mem_init()可以將所有節(jié)點的頁幀位碼所占空間、孔洞頁描述符空間及空閑內(nèi)存釋放。

　　虛擬存儲空間分布（引用《嵌入式系統(tǒng)linux內(nèi)核開發(fā)實戰(zhàn)指南（ARM平臺）》）

　　1）線性地址空間0x0000_0000~0xFFFF_FFFF,4GB

　　　　用戶空間0x0000_0000~0xBFFF_FFFF(3GB)，內(nèi)核空間0xC000_0000~0xFFFF_FFFF(1GB)

　　2）低端內(nèi)存：內(nèi)核邏輯地址空間所映射的物理內(nèi)存就是低端內(nèi)存。

　　　　低端內(nèi)存物理內(nèi)存的物理地址與線性地址之間的轉(zhuǎn)換可以通過__pa(x)和__va(x)來進(jìn)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）高端內(nèi)存

0xFFFF_FFFF  -- --

　　　　　　　  --|--　　//這部分即為高端物理內(nèi)存，從high_memory~0xFFFF_FFFF

　　　　　　　  --|--　　//若實際物理內(nèi)存＞896MB，則high_memory = 896MB

　　 　　　　　 --|--　　//若實際物理內(nèi)存＜896MB，則直接分配high_memory = 實際物理內(nèi)存

　　　 　　　　 --|--　　//意為 0C000_0000~high_memory對應(yīng)的就是實際的物理內(nèi)存地址

 high_memory  --|--

 0xC000_0000  -- --

在ARM處理器中，從虛擬地址到物理地址可以只經(jīng)過一級地址轉(zhuǎn)換，也可以經(jīng)過兩級地址轉(zhuǎn)換。