Virtual kernel memory layout记录

在arm linux 内核启动后，会出现Virtual kernel memory layout

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Memory: 509624K/524288K available (6144K kernel code, 390K rwdata, 1372K rodata, 1024K init, 164K bss, 14664K reserved, 0K cma-reserved)
Virtual kernel memory layout:
    vector  : 0xffff0000 - 0xffff1000   (   4 kB)
    fixmap  : 0xffc00000 - 0xfff00000   (3072 kB)
    vmalloc : 0xa0800000 - 0xff800000   (1520 MB)
    lowmem  : 0x80000000 - 0xa0000000   ( 512 MB)
    modules : 0x7f000000 - 0x80000000   (  16 MB)
      .text : 0x(ptrval) - 0x(ptrval)   (7136 kB)
      .init : 0x(ptrval) - 0x(ptrval)   (1024 kB)
      .data : 0x(ptrval) - 0x(ptrval)   ( 391 kB)
       .bss : 0x(ptrval) - 0x(ptrval)   ( 165 kB)
SLUB: HWalign=64, Order=0-3, MinObjects=0, CPUs=4, Nodes=1

这是linux 的虚拟内核内存布局

• vector 如果CPU支持向量重定向（控制寄存器的V位），则CPU中断向量被映射到这里。
• fixmap 固定映射区，用来分配大页内存
• vmalloc虚拟内存申请的地址范围，实际大小VMALLOC_END=0xf0000000 must be aligned to a 2MB boundary.
  VMALLOC_END必须在2MB的边界上对齐。
• lowmem 直接物理内存映射区，它映射平台的RAM，通常所有的平台都使用1：1的映射关系。这里是245MB。大小=总物理内存大小减去其他分区总和。0x80000000也就是PAGE_OFFSET内核镜像起始虚拟地址。
• modules 内核模块空间，内核模块通过insmod命令加载，会动态的映射到这里
• .text 内核映像text函数的代码段
• .init 内核映像(系统启动过程中以__init宏标识的函数占用的空间被vmlinux.lds标识为__init_begin__init_end启动init进程前被释放掉)init函数的init段，内核映像(同上) text函数的代码段
• .data 内核映像 data函数的代码段
• .bss 内核映像 bss函数的数据段

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在内核进行page初始化以及mmu配置之前，首先需要知道整个memory map。

• PAGE_OFFSET
  Start address of Kernel space
  0xC000_0000

• lowmem
  Kernel direct-mapped RAM region (1:1 mapping)
  Maximum 896M

• HIGH_MEMORY
  End address of lowmem
  PAGE_OFFSET + MEMORY_SIZE

• pkmap
  用来把HIGHMEM page 永久映射到 kernel space
  2MB (这个大小每个平台不一样)
  kmap() / kunmap()

• Page gap
  To against out-of-bounds errors
  8MB

• vmalloc
  vmalloc() / ioremap() space

• DMA
  DMA memory mapping region

• Fixmap
  kmap()可能会进入睡眠，所以不能用在中断上下文等地方.
  所以Fixmap就是用于在中断上下文中把 highmem映射到内核空间的.
  Mapping HIGHMEM pages atomically
  kmap_atomic() ：Fixmap在使用这个函数，所以可以在中断上下文中使用

• Vector
  CPU vectors are mapped here

• Modules
  Kernel modules inserted via insmod are placed here
  16MB (14MB, if HIGHMEM is enabled)