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從零分配內存

tab log ati end 指令 text pagetable boot u-boot

1.解壓縮內核階段,對整個4G的虛擬內存做1:1映射,只一級映射,一個頁表項對應1MB,
共4096個頁表項,一級頁表占用16KB內存空間。

/*arch/arm/boot/compressed/head.S中*/
start
    -->__setup_mmu

2. 解壓後,打開MMU之前.映射當前執行的指令所在地址pa的1MB的地址。
映射KERNEL_START~KERNEL_END間的地址到pa起的物理地址

L1pagetable_addr           PA                     VA
0x5000_5400                0x5000_0000            0x5000_0000
....                       ...                    ...
0x5000_7000                0x5000_0000            0xC000_0000     KERNEL_START
0x5000_7004                0x5010_0000            0xC010_0000     ...
0x5000_7008                0x5020_0000            0xC020_0000     ...
0x5000_700c                0x5030_0000            0xC030_0000     ...
0x5000_7010                0x5040_0000            0xC040_0000     KERNEL_END

/*arch/arm/kernel/head.S*/
stext
    -->__create_page_tables

3. 內存信息如何傳入到內存管理系統
由u-boot通過struct tag結構傳入內核,約定好存放地址,譬如0x5000_0100
解析參數中的ATAG_MEM類型的參數
__tagtable(ATAG_MEM, parse_tag_mem32);

static int __init parse_tag_mem32(const struct tag *tag)
    -->arm_add_memory(tag->u.mem.start, tag->u.mem.size);
        
-->struct membank *bank = &meminfo.bank[meminfo.nr_banks]; -->bank->start = PAGE_ALIGN(start); -->bank->size = size & PAGE_MASK; -->bank->node = PHYS_TO_NID(start); -->meminfo.nr_banks++;

內核中arch/arm/mm/init.c中定義全局變量struct meminfo meminfo,用於保存內存信息,如起始物理地址,內存大小即所屬的Node(用於NUMA)等

struct membank {
    unsigned long start;
    unsigned long size;
    int           node;
};
struct meminfo {
    int nr_banks;
    struct membank bank[NR_BANKS];
};

以OK6410為例,初始化之後
meminfo.nr_banks=1;
meminfo.bank[0].start = 0x5000_0000;
meminfo.bank[0].size = 0x1000_0000;//256M
meminfo.bank[0].node = 0;

4.boot_allocator的建立arch/arm/mm/mmu.c

void __init paging_init(struct machine_desc *mdesc)
    /*準備頁表,除meminfo。bank[0]定義的內存區域外全部映射都清零*/
    -->void prepare_page_table(void)
    -->bootmem_init();



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