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 <span id="Label3"><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 本文主要简介在X86体系结构下和在ARM体系结构下，Linux内存布局的概况，力求简单明了，不过多深入概念，多以图示的方式来记忆理解，一图胜万言。</p> <div>Technorati 标签: 内存 布局</div> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 在X86体系结构下，物理内存地址一般从0x0000_0000开始，而Linux内核主要按照在物理地址0x0010_0000开始的地方，即物理地址1M以上的空间。那最开始的1M空间是用来干什么的呢？</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 考虑到通用的IBM-PC体系结构，最开始的1M空间由BIOS例程和映射ISA图形卡的内存，这块区域为了所有IBM兼容PC从640K到1M的物理地址，始终存在，但无法**作系统使用。</p> <p><img alt="技术分享" title="image" style="border-top: 0px; border-right: 0px; border-bottom: 0px; border-left: 0px; display: inline" border="0" alt="image" src="https://www.u72.net/d/file/p/2024/08/22/0c639c04b2af14e9edaf84.png" width="927" height="644">&nbsp;</p> <p>主要内存布局如上图所示：</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mmap映射区向下扩展，堆向上扩展，两者相对扩展，直到耗尽虚拟地址空间中的剩余区域。</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; BSS段用来存放程序中未初始化的全局变量，该段内容只记录数据所需空间大小，并不分配真实空间。</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; DATA段用来存放程序中已初始化的全局变量，为数据分配空间，数据具体值保持在目标文件中。</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; CODE段用来存放程序中执行代码的内存区域，通常为大小确定的只读段，包括只读常量、只读代码等。</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <img alt="技术分享" title="image" style="border-left-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; display: inline; border-top-width: 0px" border="0" alt="image" src="https://www.u72.net/d/file/p/2024/08/22/1cf872b19debc5e372c2d5.png" width="441" height="263"> </p> <p>&nbsp; 参考资料：http://blog.csdn.net/huangzhipeng/article/details/</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 以S3C2410为例子，假设物理内存为64M，映射到ARM的起始物理地址为【0x3000_0000~0x3200_0000】，这个由硬件接线决定。我们可以通过查看内核编译输出的System.map文件来了解内核虚拟地址空间布局，结果类似如下：</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <img alt="技术分享" title="image" style="border-left-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; display: inline; border-top-width: 0px" border="0" alt="image" src="https://www.u72.net/d/file/p/2024/08/22/f6b8d66cd21cf47e35004acfda46aa93.png" width="243" height="106">&nbsp; <img alt="技术分享" title="image" style="border-left-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; display: inline; border-top-width: 0px" border="0" alt="image" src="https://www.u72.net/d/file/p/2024/08/22/31e7e0886b54d9a71cefbad.png" width="326" height="104"> </p> <p>&nbsp;&nbsp; 可以看出内核镜像大小为3.7M，虚拟地址空间起始地址为0xc000_0000(这是开启MMU之后的虚拟地址空间)，在内核head.S文件中，有内核线性地址和物理地址的描述，见下图：</p> <p><img alt="技术分享" title="image" style="border-top: 0px; border-right: 0px; border-bottom: 0px; border-left: 0px; display: inline" border="0" alt="image" src="https://www.u72.net/d/file/p/2024/08/22/a283c5d8dd0b70f640c29a.png" width="628" height="380"> </p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; PAGE_OFFSET为<font color="#ff0000">0xC000_0000</font>,为内核虚拟地址相对偏移(相对于0地址的偏移)，<font color="#ff0000">PHYS_OFFSET</font>为内核载入实际物理地址相对偏移，不同的硬件板子，ARM访问的内存物理地址不一样，这里以0x3000_0000(这由硬件接线决定)为假设。<font color="#ff0000">TEXT_OFFSET为0x0000_8000</font>,为编译时指定的代码段偏移，所以，uboot最后启动内核的地址为内核代码指定的<font color="#ff0000">KERNEL_RAM_PADDR(0x3000_8000)</font>，这样才能正常运行，而内核的入口地址和载入地址，最好设置成一样。而uboot加载kernel的实际地址设置为0x3000_7fc0,比<font color="#ff0000">KERNEL_RAM_PADDR</font><font color="#000000">少64个字节，这可以避免拷贝内核,64个字节为uImage内核镜像针对uboot添加的特定头部信息。</font></p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 从上面的检查宏可以看出，内核开始的物理地址，必须开始在0xXXXX_8000的地址空间。</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; swapper_pg_dir 为内核全局页表的起始地址，stext为内核的入口虚拟地址，因此，可以看出，全局页表占据16K的空间。</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; head.S文件的功能，主要获取处理器类型和机器类型信息，创建临时页表，然后开启MMU，并进入第一个C语言函数start_kernel。</p> <p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 更加详细的可以参见：</p><p>&nbsp; 给出一个整体的内核结构图：</p><p><img alt="技术分享" alt="arch" src="http://hi.csdn.net/attachment//19/0_5Va.gif"></p><p>&nbsp;</p><p>参考链接：http://blog.csdn.net/linyt/article/details/</p><p>Linux 内存布局</p></span>