32位系統(tǒng)的物理地址空間？

Cyberman.Wu

最近做驅(qū)動時發(fā)現(xiàn)物理地址經(jīng)常會被板卡占掉一些，如PCI Express的配置空間用內(nèi)核映射方式的話會占用256M的地址空間，而板子為了完成某些寄存器和驅(qū)動來交互，也會占用一些地址空間（通過BAR申請）。

這種情況下如果系統(tǒng)裝有4G的物理內(nèi)存，在32位系統(tǒng)中是如何管理的？因為地址空間有些會被板卡占用。

另外，物理內(nèi)存總是占用從0開始的物理地址嗎，能不能把物理內(nèi)存中的不同部分映射到不地的物理地址段上？

[ 本帖最后由 Cyberman.Wu 于 2008-7-12 17:32 編輯 ]

Cyberman.Wu

踢一下，沒人站出來？

dreamice

原帖由 Cyberman.Wu 于 2008-7-12 17:31 發(fā)表
最近做驅(qū)動時發(fā)現(xiàn)物理地址經(jīng)常會被板卡占掉一些，如PCI Express的配置空間用內(nèi)核映射方式的話會占用256M的地址空間，而板子為了完成某些寄存器和驅(qū)動來交互，也會占用一些地址空間（通過BAR申請）。

這種情況 ...

內(nèi)存映射的是虛擬地址，這個和物理地址是兩碼事。如果你有4G的物理內(nèi)存，那實際上是不可能所有都映射到進(jìn)程的地址空間的，應(yīng)為896M以上的就屬于高端內(nèi)存了。建議LZ看看內(nèi)存映射方面的資料，ULK上面有講到，物理內(nèi)存的使用布局等等，這個應(yīng)該有幫助你理解這個問題。

Cyberman.Wu

原帖由 dreamice 于 2008-8-12 09:12 發(fā)表


內(nèi)存映射的是虛擬地址，這個和物理地址是兩碼事。如果你有4G的物理內(nèi)存，那實際上是不可能所有都映射到進(jìn)程的地址空間的，應(yīng)為896M以上的就屬于高端內(nèi)存了。建議LZ看看內(nèi)存映射方面的資料，ULK上面有講到， ...

ULK是啥資料？不同進(jìn)程在進(jìn)程空間占用不同的物理頁面，而共享所有內(nèi)核空間，這個我早就知道�，F(xiàn)在關(guān)心的不是虛擬地址，而是物理地址，32bit能否支持4GB物理內(nèi)存？因為在總路上外設(shè)會占用一些物理地址空間，那4GB的物理內(nèi)存如何支持？如我的顯卡就占了256M的地址空間（通過BAR0申請的），那么在32bit物理尋址時從CPU上向總線發(fā)起訪問這個范圍內(nèi)的內(nèi)存操作時，實際上是北橋上視別出它在PCIe的地址空間之后直接生成一個PCIe的報文發(fā)到PCIe總線上了。這種情況下如何訪問4GB的物理內(nèi)存，通過某種復(fù)用機(jī)制？好像沒看到FSB有這種機(jī)制吧，再說如果有這種機(jī)制硬件沒辦法視別出軟件想訪問什么啊，需要軟件做出支持才行。

也就是說，我的問題是在純32位物理尋址的情況下（即不考慮PAE）CPU能否支持4GB物理內(nèi)存，和虛擬內(nèi)存沒有半點(diǎn)關(guān)系；打開PAE也只是物理內(nèi)存尋址增加了，每個進(jìn)程的虛擬內(nèi)存還是4GB的。

[ 本帖最后由 Cyberman.Wu 于 2008-8-12 16:52 編輯 ]

dreamice

理論上可以支持4GB的物理內(nèi)存，但實際上高端內(nèi)存（大于896MB）是不可能永久映射的到虛擬地阯空間的。

Cyberman.Wu

原帖由 dreamice 于 2008-8-13 09:11 發(fā)表
理論上可以支持4GB的物理內(nèi)存，但實際上高端內(nèi)存（大于896MB）是不可能永久映射的到虛擬地阯空間的。

沒怎么明白是什么意思，我想討論的是物理內(nèi)存尋址，不要老是扯到虛擬內(nèi)存空間好不好？如果用VxWorks，根本就不存在虛擬空間了。

dreamice

不明白你到底要解決什么問題。32位肯定是可以支持4GB的物理地址，我的意思是一旦涉及到操作系統(tǒng)，就離不開討論虛擬地址——進(jìn)程的地址空間也指的的是虛擬地址。關(guān)于Vxworks，我了解不多，但是他也存在地址映射（你說不存在虛擬空間，這個結(jié)論我表示質(zhì)疑）。我認(rèn)為，一個真正意義的操作系統(tǒng)，不可能沒有虛擬地址到物理地址映射這一層關(guān)系。所以，我一開始就連帶說到了虛擬地址。

32位完全是支持4GB的物理內(nèi)存的：如果不使用操作系統(tǒng)，你完全可以當(dāng)作一個平板物理空間來訪問。但一旦有了操作系統(tǒng)，（物理內(nèi)存在896M—4G的情況），并不把RAM全部映射到內(nèi)核地址空間，Linux在初始化階段把一個具有896MB的RAM窗口映射到內(nèi)核線性地址空間。如果一個程序需要對現(xiàn)有RAM其余部分尋址，那就必須把其他的線性地址間隔映射到所需的RAM，也就是說高與896MB的頁框，并不映射到線性地址空間的第4個GB。這是一個永久映射和動態(tài)映射的問題。

dreamice

你所說的那些設(shè)備占用的物理內(nèi)存的問題，有可能是映射到了第4個GB——是被永久映射的物理地址，也有可能是獨(dú)立尋址的；當(dāng)然，如果你這里說占用了，那就應(yīng)該是永久映射到第4個GB了�？梢钥纯催@個圖，是linux2.6前3MB的映射情況：

[ 本帖最后由 dreamice 于 2008-8-13 10:19 編輯 ]

Cyberman.Wu

我想清楚的是用32位的地址總線能否支持4GB物理內(nèi)存，就這么簡單，這個討論并不涉及操作系統(tǒng)。此時如果向總線發(fā)出一個地址訪問內(nèi)存的話，并且裝了4GB的RAM，能復(fù)用被外設(shè)占用的那一部分物理地址空間嗎？我在想如果用線性尋址的話對于PC要在32位系統(tǒng)中支持4GB物理內(nèi)存是不是一定要用PAE才行？當(dāng)然用段寄存器也許有另外的解決辦法？對于x86我并不熟悉，以前一直用PowerPC，所以現(xiàn)在搞不清楚。

什么叫“真正的操作系統(tǒng)”并沒有什么絕對的定義吧，VxWorks取決于CPU，在PowerPC上確實可以映射，但一般都是一對一映射的。許多嵌入式系統(tǒng)的CPU根本就沒有MMU，但許多還是有操作系統(tǒng)的，而且比通用操作系統(tǒng)的種類多多了。

Cyberman.Wu

原帖由 dreamice 于 2008-8-13 10:18 發(fā)表
你所說的那些設(shè)備占用的物理內(nèi)存的問題，有可能是映射到了第4個GB——是被永久映射的物理地址，也有可能是獨(dú)立尋址的；當(dāng)然，如果你這里說占用了，那就應(yīng)該是永久映射到第4個GB了�？梢钥纯催@個圖，是linux2.6前 ...

好象也不是絕對都映射到3GB以上的物理內(nèi)存吧，傳統(tǒng)的ISA設(shè)備應(yīng)該不支持32bit地址的。獨(dú)立尋址指什么，是指I/O空間嗎？以前沒怎么深入接觸過這些通用操作系統(tǒng)，而計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)也不是非常了解，物理內(nèi)存總應(yīng)該在連續(xù)的物理地址空間上吧，就算是用了PAE，它和設(shè)備占用的物理地址空間又是如何分配的？

其實目前也不是有什么具體的問題要解決，只是想對系統(tǒng)有更明確的了解。