进程通过虚拟内存地址访问这些数据结构的时候，虚拟内存地址会在内存管理子系统中被转换成物理内存地址，通过物理内存地址就可以访问到真正存储这些数据结构的物理内存了。随后就可以对这块物理内存进行各种业务操作，从而完成业务逻辑。 • 那么到底什么是虚拟内存地址 ？ • Linux 内核为啥要引入虚拟内存而不直接使用物理内存 ？ • 虚拟内存空间到底长啥样？ • 内核如何管理虚拟内存？ • 什么又是物理内存地址 ？如何访问物理内存？

[转载]ARM64 内存管理一：启动简介

在 bootloader 将控制权交给 linux kernel 前，需要完成下面几个动作 • 初始化系统中 ram，并将 ram 信息告知 kernel • 准备好 device tree blob, 并将首地址写到 x0 寄存器 • 解压内核 (option) • MMU=off, D-cache=off

[转载]ARM64 内存管理二：创建启动阶段的页表

本文场景前提： ARM64，VA 是 48 bit，page size 是 4K===》在地址映射过程中，地址被分成 9(level 0) ＋ 9(level 1) ＋ 9(level 2) ＋ 9(level 3) ＋ 12(page offset) 主要描述 ARM64 启动过程中，如何建立初始化阶段页表，以便在打开 MMU 后能正确执行 linux 内核代码；场景前提：ARM64，VA 是 48 bit，page size 是 4K 在一般程序中，要想内核执行我们的一个程序，我们只要告知内核 2 个东西即可：1. 代码地址及长度；2. 程序参数地址及长度；linux kernel 就是一个特殊的程序，因此在打开 MMU 前，我们得先准备好打开 MMU 后，Linux image 地址及长度，传入 kernel 的参数地址及长度

[转载]ARM64 内存管理三：MMU 前 CPU 初始化及打开 MMU

本篇聚焦为打开 MMU 而进行的 CPU 初始化, 主要内容： • cache 和 TLB 处理 • memory attributes lookup table 的创建 • SCTLR_EL1、TCR_EL1 的设定 (详细见参考资料)

[转载]ARM64 内存管理四：setup_arch 简介 (内存管理初始化)

本篇主要介绍 memblock 建立过程及分页机制化，主要有如下几个步骤 • setup_machine_fdt: 解析 dtb，收集内存信息及 bootargs • early_fixmap_init: 对保留的 fixmap 区域创建映射 • early_ioremap_init: 初始化 early_ioremap 机制 • arm64_memblock_init: 初始化 memblock 机制 • paging_init: 初始化内核页表，内存节点，内存域及页帧 page, 此函数功能较为复杂 • request_standard_resources：将 memblock.memory 挂载到 iomem_resource 资源树下 • early_ioremap_reset: 结束 early_ioremap 机制 • unflatten_device_tree: dtb 转换为 device_node tree • 根据 device node tree 初始化 CPU，psci

从Linux 物理内存管理涉及的三大结构体之struct page 中，大概知道了UMA和NUMA概念，同时也知道在每个node对应的内存范围内，都会将其分成不同的内存管理区域zone。之所以分成几类zone，下面在介绍enum zone_type时将会讲述，然后开始struct zone结构体的拆解分析

本文持续介绍内存分配函数

近期所做的项目，与 Linux 内核的 IOMMU 机制有关，因此自己尝试去了解 IOMMU 的相关知识。我在网上多方查找，却总觉得是盲人摸象，难以形成一套系统化的知识体系。并且，许多代码是基于 Linux v2.x、v3.x 内核，而我当前项目是基于较新的 Linux 5.5.4 内核，有一些代码，乃至实现机制，都发生了根本性的变化。最终，还是决定自己研究代码，终于明白了 IOMMU 的初始化流程。现撰文分享，希望之后还有同行遇到此类问题时，能够参考本文，节约学习成本。

上一篇文章已经提到，IOMMU 的核心功能就是，实现在 low buffer 和 high buffer 之间的 sync，也就是内存内容的复制操作。读者可能会想，内存的复制，在内核中，不就是调用 memcpy() 函数来实现的吗？没错，这就是本文要介绍的 IOMMU 的软件实现方式——SWIOTLB。之所以说是软件实现，是因为 sync 操作在底层正是调用 memcpy() 函数，这完全是软件实现的。

本系列的第一篇文章已经提到，IOMMU 分别有软件和硬件实现方式。软件 IOMMU 就是 SWIOTLB，上一篇文章已经进行过详尽的介绍。而对于硬件 IOMMU，有多个厂商都设计了自己的 IOMMU。由于我的开发机器为 Intel x86 平台，因此接触的是 Intel IOMMU。 刚开始，我也找过网上很多资料，但是它们要么是基于较旧的 Linux 内核版本，要么理解不够深入。因此，即使我并没有深入地掌握 Intel IOMMU 的每一处细节，我还是愿意将自己所了解的知识，以尽可能浅显的形式展现出来。

在 BIOS 中，需要启用 Intel VT 和 VT-d。VT 是 Virtualization Technology 的缩写，而 VT-d 是 Virtualization Technology for Directed I/O 的缩写。后者正是 Intel IOMMU 的别名

下图完整展示了 Intel IOMMU 的初始化流程，是对本文所有内容的总结。只要看懂这张图，读者就能够完全理解 Intel IOMMU 的初始化流程。 接下来，笔者将按流程图的顺序，结合代码，介绍 Intel IOMMU 初始化流程的一些关键步骤。图中部分细节，本文可能并未提到，读者可结合代码自行理解。