arm 存储分布

在ARM架构中，存储分布是一个关键概念，它涉及到内存的布局、各个区域的功能以及它们之间的交互，以下是对ARM存储分布的详细解析：

一、ARM存储分布

在ARM架构的系统中，内存被划分为多个不同的区域，每个区域都有其特定的功能和用途，这些区域的划分有助于提高系统的安全性和稳定性，同时也为操作系统和应用程序提供了灵活的内存管理机制。

二、ARM存储分布详解

1. CPU向量页（CPU vector page null pointer trap）

地址范围：0x00000000 0x00000fff（一个page页的大小）

功能：对于不支持中断向量重映射的CPU，该区域用来存储对应的中断向量表；对于支持中断向量重映射的CPU，该区域用来捕获0地址的非法访问（即null指针），在ARM体系中，由于支持中断向量重映射，该区域一般保留不用，仅用于捕获null指针。

2. 应用程序地址空间（Application Address Space）

地址范围：0x8000 TASK_SIZE（高端内存地址）

功能：这是用户空间（User Space）的内存地址分布，包含用户程序代码段、数据段、bss段等，每个进程都拥有自己的虚拟地址空间，确保进程间的隔离和安全，内核空间（Kernel Space）位于这段地址之上，两者通过MMU进行隔离和管理。

3. 模块地址（Module Address）

地址范围：根据实际需要动态分配

功能：用于加载内核模块（如驱动程序等），当内核模块被加载时，它们会被映射到这个区域内的某个地址上，这个区域的大小和位置可以根据系统的需要进行调整。

4. PKMAP地址段（PKMAP Address Section）

地址范围：固定大小，通常位于高端内存地址附近

功能：用于临时存放高端内存页面（如高端内存的页表），当内核需要访问高端内存时，会先将这些内存页面复制到PKMAP地址段中，然后再进行处理，这样可以确保内核能够访问到所有物理内存，而不受高端内存限制的影响。

5. 固定映射地址段（Fixed Mapping Address Section）

地址范围：0xf8000000 0xfffff000（以太网MAC地址寄存器）等

功能：用于映射一些固定的硬件设备或外设的寄存器地址，这些地址是固定的，不会因为系统启动或内核配置的改变而发生变化，这有助于确保系统能够稳定地访问这些硬件设备。

6. 高端内存地址（High Memory Address）

地址范围：大于TASK_SIZE的地址空间

功能：这部分内存通常用于映射设备的内存（如PCI设备）、内核动态分配的空间等，由于用户进程无法直接访问这块区域，因此它主要用于内核和硬件设备的交互。

7. 保留地址（Reserved Address）

地址范围：0x80108000 0xffc00000（因体系不同而异）

功能：这部分地址通常被保留给特定的硬件设备或系统功能使用，具体的地址范围和用途可能因不同的ARM体系而有所不同。

8. PCI设备内存映射区（PCI device memory map area）

地址范围：根据PCI设备的配置和需要动态分配

功能：用于映射PCI设备的内存空间到内核地址空间中，这样，内核就可以像访问普通内存一样访问PCI设备的内存了。

其他特殊区域

FIQ模式堆栈地址：0x18 0x20（每行对应一种异常模式的堆栈起始地址和长度）

IRQ模式堆栈地址：0x18 0x20

Supervisor模式堆栈地址：0x18 0x20（SVC模式）

Abort模式堆栈地址：0x18 0x20（ABT模式）

Undefined模式堆栈地址：0x18 0x20（UND模式）

系统模式堆栈地址：0x18 0x20（SYS模式）

这些特殊区域用于存储各种异常模式下的堆栈信息，确保在发生异常时能够正确地保存和恢复现场。

三、相关问题与解答

Q1: ARM架构中的用户空间和内核空间是如何区分的？

A1: 在ARM架构中，用户空间和内核空间是通过虚拟地址来区分的，用户空间的地址范围通常从某个较低的地址开始（如0x8000），而内核空间则位于较高的地址范围内，这种区分确保了用户进程无法直接访问内核空间，从而提高了系统的安全性和稳定性，内核通过MMU（内存管理单元）来管理这两个空间的映射和访问权限。

Q2: 为什么需要PKMAP地址段？

A2: PKMAP地址段的存在是为了解决内核访问高端内存的问题，由于内核本身也运行在虚拟地址空间中，并且其地址范围是有限的，因此无法直接访问所有的物理内存，为了解决这个问题，内核将高端内存的页面临时复制到PKMAP地址段中，然后再进行处理，这样，内核就能够访问到所有物理内存，而不受其自身地址范围的限制，由于PKMAP地址段的大小是固定的，因此内核需要谨慎地管理这个区域的使用，以避免内存溢出或覆盖等问题。

到此，以上就是小编对于“arm 存储分布”的问题就介绍到这了，希望介绍的几点解答对大家有用，有任何问题和不懂的，欢迎各位朋友在评论区讨论，给我留言。