linux内存页表创建

"Linux 内存页表创建详解" Linux 内存页表创建是 Linux 操作系统中一个非常重要的过程，涉及到物理内存、硬件IO、中断等多个方面。下面是对 Linux 内存页表创建的详细讲解。 内存页表的创建是在 Linux 内核代码执行到 start_kernel 函数后执行 paging_init 函数建立的。这两个函数的执行都是在系统启动的早期阶段，用于初始化物理内存和建立内存页表。 paging_init 函数的执行需要满足两个条件：一是 meminfo 已初始化，即初始化物理内存各个 node 的各个 bank；二是全局变量 init_mm 的代码段首尾、数据段首尾四个成员已初始化。这些初始化操作都是在 paging_init 函数前面的对 uboot 所传参数的解析中完成的。 paging_init 函数首先调用的是 build_mem_type_table 函数，这个函数的作用是给静态全局变量 mem_types 赋值，这个变量就在本文件（arch/arm/mm/mmu.c）定义。build_mem_type_table 函数里面是完全与本 arm 芯片自身体系结构相关的配置。 接下来，paging_init 函数调用的是 sanity_check_meminfo 函数，这个函数主要做两件事情：一是确定本设备物理内存的各个 node 各个 bank 中到底有没有高端内存，根据是否存在高端内存决定每个 bank 的 highmem 成员值；二是对于每个 bank 的正确性进行检测。 在 sanity_check_meminfo 函数中，对每个物理内存 bank 是否属于高端内存的判断是通过以下代码实现的：if (__va(bank->start) > VMALLOC_MIN || __va(bank->start) < (void *)PAGE_OFFSET)highmem = 1；即：该 bank 的物理内存起始虚拟地址大于 VMALLOC_MIN，或者小于 PAGE_OFFSET。 VMALLOC_MIN 是一个macro，它定义在 arch/arm/mm/mmu.c 文件中，表示 vmalloc 区域的起始虚拟地址。PAGE_OFFSET 是内核用户空间的交界，在这里定义为 0xc0000000，也就是 arm-linux 普遍适用值 3G/1G。 因此，一个 bank 的物理内存属于高端内存的条件是：1、起始地址不大于 vmalloc 区域的起始虚拟地址；2、起始地址不小于内核用户交界的虚拟地址；当属于高端内存时，该 bank 的 highmem 成员将置 1。 除了界定物理内存 bank 是否属于高端内存，sanity_check_meminfo 函数还对每个物理内存 bank 的正确性进行检测。这部分个人认为不是重点，主要注意下在存在高端内存情况下（代码中定义宏 CONFIG_HIGHMEM 情况下），若低端内存太大（起始位置在 VMALLOC_MIN之前，结尾位置超过 VMALLOC_MIN），则超过 VMALLOC_MIN 的部分将被算进另一个 bank并且判定为高端内存。 Linux 内存页表创建是一个复杂的过程，涉及到物理内存、硬件IO、中断等多个方面。只有正确地理解了这些概念，才能正确地使用 Linux 操作系统。