ARM平台linux内核Notes 1

linux内存管理

　　嵌入式处理器的分页管理为二级映射，内存空间与I/O空间统一编址，而x86处理器采用三级映射，内存空间与I/O空间独立编址。

　　在32位嵌入式系统中，存储空间的地址范围从0x0000_0000到0xFFFF_FFFF，内存和I/O共享从这4GB地址空间范围。

　　其主要包含以下几种存储空间：

　　1）设备空间（MT_DEVICE）：二级分页

　　2）内部高速SRAM空间（MT_CACHECLEAN）：一级分段

　　3）内部mini cache空间（MT_MINICLEAN）：一级分段

　　4）低端中断向量（MT_LOW_VECTORS）：两级分页

　　5）高端中断向量（MT_HIGH_VECTORS）：两级分页

　　6）RAM内存空间（NT_MEMORY）:一级分段

　　7）ROM(flash)空间（MT_ROM）：一级分段

--------------------------------------------- S3C6410 datasheet -----------------------------------------------------

 　　S3C6410 支持32 位物理地址域，并且这些地址域分成两部分，一部分用于存储，另一部分用于外设。

 　　通过SPINE 总线访问主存，主存的地址范围是0x0000_0000～0x6FFF_FFFF。主存部分分成四个区域：

引导镜像区、内部存储区、静态存储区和动态存储区。

　　引导镜像区的地址范围是从0x0000_0000～0x07FF_FFFF，但是没有实际的映射内存

　　每块内部存储器的起始地址是确定的。

　　内部ROM 的地址范围是0x0800_0000～0x0BFF_FFFF，但是实际存储仅32KB。该区域是只读的，并且当内部ROM 启动被选择时，该区域能映射到引导镜像区。

　　内部SRAM 的地址范围是0x0C00_0000～0x0FFF_FFFF，但是实际存储仅4KB。该区域能被读和写，当NAND 闪存启动被选择时能映射到引导镜像区。

　　静态存储区的地址范围是0x1000_0000～0x3FFF_FFFF。通过该地址区域能访问SROM、SRAM、 NOR Flash、同步NOR接口设备、和Steppingstone。

　　动态存储区的地址范围是0x4000_0000～0x6FFF_FFFF。DMC0有权使用地址0x4000_0000～0x4FFF_FFFF，并且DMC1有权使用地址0x5000_0000～0x6FFF_FFFF。

　　外设区域通过PERI 总线被访问，它的地址范围是0x7000_0000～0x7FFF_FFFF。这个地址范围的所有的SFR 能被访问。而且如果数据需要从NFCON 或CFCON 传输，这些数据需要通过PERI 总线传输。

--------------------------------------------- 我是分割线 -------------------------------------------------------------

内存页（page）

　　ARM处理器支持1KB-4KB的页框大小。

　　ARM处理器默认页框打下为4KB。

　　页内存的结构为 struct page:

struct page {

        unsigned long flags;            /* Atomic flags, some possibly

                                         * updated asynchronously */

        atomic_t _count;                /* Usage count, see below. */

        union {

                atomic_t _mapcount;     /* Count of ptes mapped in mms,

                                         * to show when page is mapped

                                         * & limit reverse map searches.

                                         */

                struct {                /* SLUB */

                        u16 inuse;

                        u16 objects;

                };

        };

        union {

            struct {

                unsigned long private;          /* Mapping-private opaque data:

                                                 * usually used for buffer_heads

                                                 * if PagePrivate set; used for

                                                 * swp_entry_t if PageSwapCache;

                                                 * indicates order in the buddy

                                                 * system if PG_buddy is set.

                                                 */

                struct address_space *mapping;  /* If low bit clear, points to

                                                 * inode address_space, or NULL.

                                                 * If page mapped as anonymous

                                                 * memory, low bit is set, and

                                                 * it points to anon_vma object:

                                                 * see PAGE_MAPPING_ANON below.

                                                 */

            };

#if USE_SPLIT_PTLOCKS

            spinlock_t ptl;

#endif

            struct kmem_cache *slab;    /* SLUB: Pointer to slab */

            struct page *first_page;    /* Compound tail pages */

        };

        union {

                pgoff_t index;          /* Our offset within mapping. */

                void *freelist;         /* SLUB: freelist req. slab lock */

        };

        struct list_head lru;           /* Pageout list, eg. active_list

                                         * protected by zone->lru_lock !

                                         */

        /*

         * On machines where all RAM is mapped into kernel address space,

         * we can simply calculate the virtual address. On machines with

         * highmem some memory is mapped into kernel virtual memory

         * dynamically, so we need a place to store that address.

         * Note that this field could be 16 bits on x86 ... ;)

         *

         * Architectures with slow multiplication can define

         * WANT_PAGE_VIRTUAL in asm/page.h

         */

#if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)

        void *virtual;                  /* Kernel virtual address (NULL if

                                           not kmapped, ie. highmem) */

#endif /* WANT_PAGE_VIRTUAL */

#ifdef CONFIG_WANT_PAGE_DEBUG_FLAGS

        unsigned long debug_flags;      /* Use atomic bitops on this */

#endif

#ifdef CONFIG_KMEMCHECK

        /*

         * kmemcheck wants to track the status of each byte in a page; this

         * is a pointer to such a status block. NULL if not tracked.

         */

        void *shadow;

#endif

};

/*

 * A region containing a mapping of a non-memory backed file under NOMMU

 * conditions.  These are held in a global tree and are pinned by the VMAs that

 * map parts of them.

 */

struct vm_region {

        struct rb_node  vm_rb;          /* link in global region tree */

        unsigned long   vm_flags;       /* VMA vm_flags */

        unsigned long   vm_start;       /* start address of region */

        unsigned long   vm_end;         /* region initialised to here */

        unsigned long   vm_top;         /* region allocated to here */

        unsigned long   vm_pgoff;       /* the offset in vm_file corresponding to vm_start */

        struct file     *vm_file;       /* the backing file or NULL */

        int             vm_usage;       /* region usage count (access under nommu_region_sem) */

        bool            vm_icache_flushed : 1; /* true if the icache has been flushed for

                                                * this region */

};

内存区段（bank）

　　一个内存bank表示一块连续内存区域，，一个bank一般对应处理器的一个RAM片选管脚（pin）上链接的RAM芯片内存空间。