嵌入式之路--Linux内存配置解析

内核内存配置解析

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一、meminfo变量与结构体

内核在启动过程中通过一个全局变量‘meminfo’来配置内存。
巧合的是，这个全局变量与它的类型，一个特殊的结构体‘meminfo’同名。
 
变量的定义在
arch/arm/kernel/setup.c
 
static struct meminfo meminfo __initdata = { 0, };
 
这句话表示定义一个作用域是本文件的变量（static），这个变量的类型是个结构体（struct meminfo）， 变量的名称是meminfo，它被定位在data段（__initdata），它同时被初始化（{ 0, }）。
 
 结构体struct meminfo  声明在
include/asm-arm/setup.h
 
struct meminfo {
            int nr_banks;
            struct membank bank[NR_BANKS];
};
 

二、内核配置内存的过程

系统对内存的默认配置是通过tag设置的。
 
在 arch/arm/kernel/setup.c 中事先定义了默认的 tags. 即全局变量 init_tags,
 
static struct init_tags {
            struct tag_header hdr1;
            struct tag_core   core;
            struct tag_header hdr2;
            struct tag_mem32  mem;
            struct tag_header hdr3;
} init_tags __initdata = {
            { tag_size(tag_core), ATAG_CORE },
            { 1, PAGE_SIZE, 0xff },
            { tag_size(tag_mem32), ATAG_MEM },
            { MEM_SIZE, PHYS_OFFSET },
            { 0, ATAG_NONE }
};
 
其中关于内存的默认配置是,
{ tag_size(tag_mem32), ATAG_MEM },
            { MEM_SIZE, PHYS_OFFSET }
 
所以 经过 parse_tags(tags) 后, 初始内存就配置好了.也就是说变量meminfo就有内容了。
它的内容会被用户自定义的设置所覆盖，如果有用户设置的话。
 
用户可以通过命令行中的mem来定义自己的设置。
 如  mem=16M@0xC0000000
表明内存大小为16M， 起始地址是0xC000000。
<Q001> 这个地址是物理地址还是逻辑地址？
 
[1] linux 2.6内核启动过程中，是如何得到内存大小的
引用{
arm linux中一般在cmdline或传递tag参数中设置, 个别板子在machine_desc.fixup函数中设置. 按顺序分别说明:
 
1, 出现顺序(内核版本2.6.25.20,下同)
start_kernel()
    ->setup_arch()
        ->mdesc->fixup()
        ->parse_tags()
            ->parse_tag_mem32()
        ->parse_cmdline()
            ->early_mem()
 
2, fixup()函数
这个函数arm平台用的很少. 我只找到eseries.c, mach-smdk2413.c, mach-vstms.c这几个arm板子有, smdk2413_fixup()是在bootloader传递tag地址与machine_desc预设tag地址(mem_PA+0x100)不同时设置memory的start和size. 如果fixup起作用, 会从tag中把mem tag改为ATAG_NONE, 后面的"parse_tag_mem32"就没用了.
 
3, parse_tag_mem32()
该函数定义在"arch/arm/kernel/setup.c". 把bootloader传入的mem tag(ATAG_MEM)的start和size参数通过"arm_add_memory()"加入到meminfo的最后一个bank中. start是memory物理起始地址.
 
4, early_mem()
该函数定义在"arch/arm/kernel/setup.c". 处理cmdline中的"mem=size@start".
如果没有定义mem起始地址, 使用'PHYS_OFFSET'(arm中应由arm开发板设置)作为start. early_mem()会覆盖前面设置的meminfo.
 
}引用
 

三、遗留问题

<Q001> 命令行mem定义的地址是物理地址还是逻辑地址？
<Q002>如果有两片以上且物理地址不连续的内存应该怎样定义？
 

四、参考资料

[1] linux 2.6内核启动过程中，是如何得到内存大小的 http://linux.chinaunix.net/bbs/thread-1062377-1-1.html