Question

linux系统移植

最近做系统移植，用的s5pv210板子，SDRAM内存只有1G，从0x2000 0000到0x6000 0000，
linux系统需要的内存是4G。这4G是如何分布的，假如RAM有1G，NAND有1G，其它的怎么补充呢？是靠虚拟地址映射么？
按图中所示，怎么理解linux系统中高1G位给系统，低0-3G位是用户区间。

Answer 1

linux使用的是虚拟内存管理,内核与硬件MMU一起管理物理内存

4GB是32位系统的寻址极限(2的32次方)，支持PAE物理地址扩展的32位CPU使用36位硬件寻址所以至多可以使用64G内存,32位操作系统加以适当改造支持PAE可以最多支持64G内存,但是每个32位进程仍然只能寻址4GB, 在 Windows 下某些程序如MSSQL可以通过AWE地址窗口扩展来间接使用更多的内存

32位linux里最多每个进程都认为自己拥有4G的寻址空间，其中高1G是在内核态低3G为用户态就是进程本身可以使用的空间最多3GB, 但是他只是虚拟内存,,这个线性连续的内存空间被分成好几个段(segment),每个段存储不同内容如指令,堆栈,数据等等, 每个段又分成的更小的单位页(page), 而MMU把物理内存也分成很多的页(page), MMU维护一个表来映射物理内存的分配, 进程中的虚拟页需要存储数据时产生缺页中断MMU才给分配物理内存,当物理内存分配完之后系统会使用最近最少使用(LRU)算法选择不活动的页放入交换空间(SWAP), 腾出物理内存来分配给新的分配请求,如果所有可用的物理内存和交换空间都消耗殆尽,kernel还可以按照预定的规则杀死一些进程来释放内存,这时候应用程序就可能会受到影响

对于高1G位给系统，低0-3G位是用户区间,这是系统的定义, 用户进程只可以操作3GB用户空间,很多的操作如读取文件则需要进行系统调用,这时进程就转入内核态运行使用的是高1G的系统代码,为了系统的可靠性这部分代码由操作系统提供,运行在CPU的特权级别,可以直接操作硬件,一旦系统调用完成进程回到普CPU通级别运行

追问

物理的SDRAM只有1G,
第一个困惑：是不是说，所谓的4G，都是在交替使用这1G的SDRAM空间？
第二个：NAND flash内存里存放的是u-boot、内核、文件系统，是不是就对应上图的0xB000 0000到0xC000 0000，这是不是就起一个编址的作用，供CPU寻址使用；
（可是，U-boot对应的地址应该是首地址啊，刚开机供电的时候就要启用）
是不是此NAND非彼NAND?

追答

1. 说法不准确，他只是在物理内存+交换空间还有富余时按需分配，然后映射到进程的地址空间

2. 我的经验主要在 PC上，开机之后初始化BIOS会使用一部分低地址，之后指令自动跳转到磁盘启动地址,这里就是你的flash，U-boot最先被读进内存,然后加载内核以及文件系统里需要加载的驱动和相关应用，我同意你的话"此NAND非彼NAND"

Answer 2

1楼的草原橡树，32位系统的寻址极限是4G的观点是错误的...寻址极限由寻址总线的数量决定，而恰恰好之前的x86cpu以及其指令集里面刚好是32条寻址总线以及PC是32位。错了，记错了，8086是16位cpu，但地址线是20条，所以寻址为1M，而不是2的16次方。