本篇文章主要介绍了Linux内存管理的初始化流程，特别是针对ARM架构。文章首先概述了ARMMMU（Address Routine Memory Management Unit）的原理，它是Linux内核用于控制外部内存访问并转换虚拟地址到物理地址的关键组件。ARMMMU包括Instruction MMU (IMMU)和Data MMU (DMMU)，支持段（section）和页（Page）的映射，利用TLB（Translation Lookaside Buffers）进行高速地址转换。
Linux内存管理的初始化过程涉及多个步骤，首先是查找机器类型和处理器类型，接着建立页表结构，如一级页表（包含4KB项）、二级粗页表（256项）和二级细页表（1024项）。段大小为1MB，粗页大小为64KB或4KB，细页大小为4KB或1KB。在这个过程中，系统会将内核映射到特定的物理内存位置（PAGE_OFFSET），同时保留一部分内存供内核使用和存放页表。
在初始化阶段，会执行如下的关键操作：
1. **设置1级页表**：内核的物理内存被按照段映射的方式映射到虚拟地址空间，同时将物理内存的前1MB映射到相同的虚拟地址。
2. **启用MMU**：这是为了确保地址空间的正确隔离和权限控制。
3. **_mmap_switched**：这个函数负责切换内存映射，可能是为了适应不同的进程需求。
4. **启动内核**：通过一系列初始化函数（如Setup_arch、setup_machine等）来初始化硬件和内存管理系统。
5. **内存类型表构建**：根据命令行参数（如`mem=`）更新内存信息（meminfo）。
6. **匿名映射和页面分配**：初始化虚拟地址空间中的内存分配机制，如kmalloc和vmalloc。
7. **CMDLINE处理**：将物理地址的命令行参数复制到虚拟地址的defaultcmdline。
8. **设备映射**：通过pxa_map_io等函数将设备映射到内存空间。
9. **bootmem_init**：内存分配的核心模块，负责内存的动态管理和初始化。
在整个初始化过程中，还涉及到内存分配接口的设计，包括对不同内存区域（如ZONE_DMA、ZONE_NORMAL）的管理和保护，以及对内存错误处理（例如`page_fault()`）的实现。文章提供了内存地址转换的伪代码示例，展示了如何通过结构体（如`structsection`和`structpage`）来存储和处理虚拟到物理地址的映射。
这篇文档深入探讨了Linux内存管理的复杂性和细节，对于理解ARM平台上的内存初始化至关重要，无论是对系统开发者还是研究者都具有很高的参考价值。
我的内容管理
展开
