Linux内核高-低端内存设置代码跟踪（ARM构架）

对于ARM中内核如何在启动的时候设置高低端内存的分界线（也是逻辑地址与虚拟地址分界线（虚拟地址）减去那个固定的偏移），这里我稍微引导下（内核分析使用Linux-3.0）：

首先定位设置内核虚拟地址起始位置（也就是内核逻辑地址末端+1的地址）的文件：init.c (arch\arm\mm)，在这个文件中的void __init bootmem_init(void)函数如下

1. void __init bootmem_init(void)
2. {
3. unsigned long min,max_low,max_high;
5. max_low=max_high=0;
7. find_limits(&min,&max_low,&max_high);
9. arm_bootmem_init(min,max_low);
11. /*
12. *Sparsemem triestoallocate bootmeminmemory_present(),
13. *so must be done after the fixed reservations
14. */
15. arm_memory_present();
17. /*
18. *sparse_init()needs the bootmem allocator upandrunning.
19. */
20. sparse_init();
22. /*
23. *Nowfree the memory-free_area_init_node needs
24. *the sparse mem_map arrays initialized by sparse_init()
25. *formemmap_init_zone(),otherwise all PFNs are invalid.
26. */
27. arm_bootmem_free(min,max_low,max_high);
29. high_memory = __va(((phys_addr_t)max_low < PAGE_SHIFT) - 1) + 1;
31. /*
32. *This doesnt seemtobe used by the Linux memory manager any
33. *more,butisused by ll_rw_block.Ifwe cangetrid of it,we
34. *alsogetrid of some of the stuff above as well.
35. *
36. *Note:max_low_pfnandmax_pfn reflect the number of _pages_in
37. *the system,notthe maximum PFN.
38. */
39. max_low_pfn=max_low-PHYS_PFN_OFFSET;
40. max_pfn=max_high-PHYS_PFN_OFFSET;
41. }

这个high_memory=__va(((phys_addr_t)max_lowPAGE_SHIFT)-1)+1;语句就是关键。从这里可以知道max_low就是高端内存的起始地址（物理地址）。那么这个max_low是如何得到的？其实看上面的代码可以推测出，他其实是在find_limits(&min,&max_low,&max_high);中（在同一个文件中）被设置的：

1. static void __init find_limits(unsigned long*min,unsigned long*max_low,
2. unsigned long*max_high)
3. {
4. struct meminfo*mi=&meminfo;
5. inti;
7. *min=-1UL;
8. *max_low=*max_high=0;
10. for_each_bank(i,mi){
11. struct membank*bank=&mi->bank[i];
12. unsigned long start,end;
14. start=bank_pfn_start(bank);
15. end=bank_pfn_end(bank);
17. if(*min>start)
18. *min=start;
19. if(*max_highend)
20. *max_high=end;
21. if (bank->highmem)
22. continue;
23. if (*max_low < end)
24. *max_low = end;
25. }
26. }

这个函数的意思很明显：通过扫描struct meminfo*mi=&meminfo;（结构体meminfo的数组）中的所有信息，设置三个指针所指的变量：

1. min :内存物理地址起始
2. max_low :低端内存区物理地址末端
3. max_high :高端内存区物理地址末端

从上面可以看出，max_low和max_high所保存的地址不同就是由于bank->highmem造成的，它是内存bank被设为高端内存的依据：

1. “如果这个内存bank是高端内存（bank->highmem ！= 0），跳过max_low = end;语句，max_low和max_high将不同（结果实际上是max_high >max_low）；
2. 否则假设没有一个内存bank是高端内存（所有bank->highmem == 0）max_low和max_high必然一致（高端内存大小为0）”

当然要实现这个函数的功能，必须保证meminfo所指数组中的所有bank是按照地址数据从小到大排序好的哦～～。但是这个大家不用担心，后面会看到的：）

经过上面的跟踪，焦点集中到了全局变量（同一个文件中）：

1. struct meminfo meminfo;

这个结构体的定义（setup.h (arch\arm\include\asm)）：

1. /*
2. * Memory map description
3. */
4. #define NR_BANKS 8
6. struct membank {
7. phys_addr_t start;
8. unsigned long size;
9. unsigned int highmem;
10. };
12. struct meminfo {
13. int nr_banks;
14. struct membank bank[NR_BANKS];
15. };
17. extern struct meminfo meminfo;
19. #define for_each_bank(iter,mi)\
20. for (iter = 0; iter < (mi)->nr_banks; iter++)

#define bank_pfn_start(bank) __phys_to_pfn((bank)->start)

#define bank_pfn_end(bank) __phys_to_pfn((bank)->start + (bank)->size)

#define bank_pfn_size(bank) ((bank)->size >> PAGE_SHIFT)

#define bank_phys_start(bank) (bank)->start

#define bank_phys_end(bank) ((bank)->start + (bank)->size)

#define bank_phys_size(bank) (bank)->size

只要找到初始化这个全局变量并完成排序的地方，就可以知道高端内存是如何配置的了！！OK，明确目标，go on～～～

通过查找代码，我们可以在setup.c (arch\arm\kernel)这个文件中找到相关的代码。在系统启动早期会运行的函数（具体的顺序你可以自行分析下ARM内核的启动流程，以后我也会写下）中有这样一个函数：