【Linux 内核内存管理】虚拟地址空间布局架构 ① ( 虚拟地址空间布局架构 | 用户虚拟地址空间划分 )

韩曙亮

发布于 2023-03-30 14:19:46

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发布于 2023-03-30 14:19:46

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一、虚拟地址空间布局架构

在

位的 Linux 操作系统中 , " ARM64 架构 " 并不支持

位的虚拟地址 , 最大只支持

位的虚拟地址 ,

位地址太大 , 并不需要那么大的内存空间 ;

" ARM64 架构 " 中 , Linux 系统的 " 内核虚拟地址 “ 与 ” 用户虚拟地址 " 是等同的 ;

用户虚拟地址 : 0x 0000 0000 0000 0000 ~ 0x 0000 FFFF FFFF FFFF ,

位有效地址 ;

内核虚拟地址 : 0x FFFF 0000 0000 0000 ~ 0x FFFF FFFF FFFF FFFF ,

位有效地址 ;

二、用户虚拟地址空间划分

Linux 操作系统进程的 " 用户虚拟空间 " 起始地址为

;

" 用户虚拟空间 " 的大小为 TASK_SIZE , 该值与处理器架构有关 , 不同的处理器 , 定义的 TASK_SIZE 宏不同 ;

位处理器 定义的 TASK_SIZE 宏为 TASK_SIZE_32 , 该值为

\rm 0x100000000

字节 , 大约 4GB ;

#define TASK_SIZE_32		UL(0x100000000)

位处理器 定义的 TASK_SIZE 宏为 TASK_SIZE_64 该值为

\rm 2^{VA\_BITS}

字节 ;

#define TASK_SIZE_64		(UL(1) << VA_BITS)

在 Linux 内核源码的 LINUX-4.12\arch\arm64\include\asm\memory.h#86 中 , 定义了 TASK_SIZE 与 TASK_SIZE_64 宏 ;

VA_BITS 是编译内核时 , 选择的 " 虚拟地址空间 " 的地址位数 ,

TASK_SIZE 与 TASK_SIZE_64 宏相关源码如下 :

/*
 * PAGE_OFFSET - the virtual address of the start of the linear map (top
 *		 (VA_BITS - 1))
 * KIMAGE_VADDR - the virtual address of the start of the kernel image
 * VA_BITS - the maximum number of bits for virtual addresses.
 * VA_START - the first kernel virtual address.
 * TASK_SIZE - the maximum size of a user space task.
 * TASK_UNMAPPED_BASE - the lower boundary of the mmap VM area.
 */
#define VA_BITS			(CONFIG_ARM64_VA_BITS)
#define VA_START		(UL(0xffffffffffffffff) << VA_BITS)
#define PAGE_OFFSET		(UL(0xffffffffffffffff) << (VA_BITS - 1))
#define KIMAGE_VADDR		(MODULES_END)
#define MODULES_END		(MODULES_VADDR + MODULES_VSIZE)
#define MODULES_VADDR		(VA_START + KASAN_SHADOW_SIZE)
#define MODULES_VSIZE		(SZ_128M)
#define VMEMMAP_START		(PAGE_OFFSET - VMEMMAP_SIZE)
#define PCI_IO_END		(VMEMMAP_START - SZ_2M)
#define PCI_IO_START		(PCI_IO_END - PCI_IO_SIZE)
#define FIXADDR_TOP		(PCI_IO_START - SZ_2M)
#define TASK_SIZE_64		(UL(1) << VA_BITS)

#ifdef CONFIG_COMPAT
#define TASK_SIZE_32		UL(0x100000000)
#define TASK_SIZE		(test_thread_flag(TIF_32BIT) ? \
				TASK_SIZE_32 : TASK_SIZE_64)
#define TASK_SIZE_OF(tsk)	(test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_32BIT) ? \
				TASK_SIZE_32 : TASK_SIZE_64)
#else
#define TASK_SIZE		TASK_SIZE_64
#endif /* CONFIG_COMPAT */

源码路径 : LINUX-4.12\arch\arm64\include\asm\memory.h#86

本文参与腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。

原始发表：2022-04-08，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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