ARM Linux存储映射详解：AT91SAM9260EK平台MMU应用

ARM Linux的存储映射是针对ARM架构下的Linux系统中，内存管理和硬件访问的关键组成部分。在这个文档中，作者张俊岭详细讨论了在ARM Linux环境下，特别是针对AT91SAM9260EK板的配置，如何利用ARM处理器的内存管理单元（MMU）来实现存储空间的保护和虚拟地址到物理地址的转换。 在ARM Linux系统中，内存操作通常使用虚拟地址，这些地址需要通过存储映射（即页表映射）转换成物理地址，才能被CPU直接访问。页表管理是在内核启动过程中进行的，关键的函数`setup_arch()`在`arch/arm/kernel/setup.c`文件中定义。这个函数首先初始化处理器，然后根据系统的机器类型代码找到对应的机器描述表（machine_desc结构），以便设置正确的硬件配置和启动参数。 `setup_arch()`函数中，通过`setup_machine()`调用确定了硬件的特性，比如软重启功能和启动参数的处理。如果存在旧式参数，会将其转换为`atag_list`格式。接着，如果有特定的硬件初始化函数`mdesc->fixup`，它会在适当的时候被调用，用于进一步配置内存信息等。 存储映射的过程涉及到以下几个关键步骤： 1. 创建页表: 内核启动时，会创建一个或多个页表，这些页表包含了物理内存和设备I/O内存的映射关系。每个页表项对应一个虚拟地址范围，描述该范围对应的物理地址和权限信息。 2. 地址转换: 当程序试图访问一个虚拟地址时，处理器会首先查找页表，找到与该地址相关的页表项，将虚拟地址转换为物理地址。这一步确保了对内存空间的安全访问，防止未授权的访问和数据泄露。 3. 硬件配合: ARM MMU（Memory Management Unit）是实现这一转换的核心组件，它根据页表信息执行地址映射，并且可以提供内存保护，如分段、分页等，以支持多任务环境和系统安全。 4. 动态调整: 在运行时，Linux内核可能需要根据进程需求动态调整存储映射，例如分配新的内存空间或回收不再使用的内存区域。 总结来说，ARM Linux的存储映射是一个复杂但至关重要的过程，它保证了系统的稳定性和安全性，使得应用程序能够有效地与硬件交互。理解并掌握这个机制对于开发和维护ARM Linux系统具有重要意义。