Linux 内存映射实例分析
Linux 内存管理是操作系统中最重要的部分之一，而内存映射是内存管理的核心内容。本文主要分析 Linux 内存映射实例，讨论虚拟地址空间和物理地址的映射关系，包括内核虚拟地址空间的映射规划和实际物理地址的对应关系。
Linux 内存管理中有两个非常重要的概念：虚拟地址和物理地址。虚拟地址是指进程中的逻辑地址，而物理地址是指计算机中的实际物理地址。Linux 内存管理的主要任务是将虚拟地址映射到物理地址上，以便实现应用程序的正确执行。
在 Linux 内存管理中，虚拟地址空间分为三个部分：低端内存（LowMem）、高端内存（HighMem）和 IO 映射区域。低端内存是指可供操作系统和应用程序使用的内存空间，高端内存是指操作系统 kernel 使用的内存空间，而 IO 映射区域是指操作系统和应用程序访问外设时使用的内存空间。
在 ARM 平台上，Linux 内核虚拟地址空间的映射规划如下：0xbf80 0000 ~ 0xc000 0000 是为 modules 和 kpmap 的，0xc000 0000 ~ 0xe000 0000 是低端内存的映射，0xe000 0000 ~ 0xf000 0000 是高端内存的映射，而 0xf000 0000 ~ 0xffc0 0000 是 IO 映射区域。
在 ARM 平台上，Linux 内核虚拟地址空间的映射关系如下：低端内存映射关系是一对一的平坦映射，而高端内存映射关系是通过 kpmap 实现的。IO 映射区域的映射关系是通过 ioremap 在 VMALLOC 区域动态申请映射的。
在 Linux 内存管理中，vmalloc 是一种动态内存分配机制，用于分配大块的内存空间。vmalloc 的实现原理是通过调用 alloc_page() 去 buddy 系统中取一个个孤立的 page。vmalloc 要求虚拟地址是连续的，如果 VMALLOC 中没有连续的虚拟地址，vmalloc 将失败。
在分析 vmalloc 失败的原因时，我们发现 VMALLOC 中已经用到了 0xefeff00，那么最大可用连续空间为 0xf0000000 - 0xefeff000 = 0x101000。vmalloc 要申请的内存空间大小是 0x1a0000，远远小于最大可用连续空间。这说明 vmalloc 失败的原因是 VMALLOC 中没有连续的虚拟地址。
Linux 内存映射实例分析是非常重要的，因为它关系到操作系统的正确执行和应用程序的性能。在 ARM 平台上，Linux 内核虚拟地址空间的映射规划和实际物理地址的映射关系是非常复杂的，因此需要深入分析和理解 Linux 内存管理机制，以便更好地优化操作系统的性能。
