Linux 内存布局

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     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。

    X86体系结构

     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？

      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，但无法被操作系统使用。

主要内存布局如上图所示：

     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。

     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。

     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。

     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。

  参考资料：http://blog.csdn.net/huangzhipeng/article/details/6159169

   ARM体系结构

     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：

   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：

     PAGE_OFFSET为0xC000_0000,为内核虚拟地址相对偏移(相对于0地址的偏移)，PHYS_OFFSET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。TEXT_OFFSET为0x0000_8000,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KERNEL_RAM_PADDR(0x3000_8000)，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KERNEL_RAM_PADDR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。

     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。

      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。

     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。

     更加详细的可以参见：

    http://www.arm.linux.org.uk/developer/memory.txt

  给出一个整体的内核结构图：

参考链接：http://blog.csdn.net/linyt/article/details/6582399

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原文地址：http://www.cnblogs.com/cherishui/p/4235145.html