ok6410学习笔记（8.mmap地址映射之linux内存管理）

          在学习mmap的时候，遇到了好多障碍，最后总结为对内核机制的理解不透彻，尤其是对内存管理理解不到位，所以转载好多篇不错的内存管理的文章。这节就当做学习mmap前面的知识铺垫吧。

问题思考：

1.linux页式管理与mmu有什么关系：在linux内核移植中，移植了mmu(内存管理单元)到系统中，用作把操作系统的虚拟地址转换成物理地址，也就是mmu中保存了linux系统中各级的页表，页目录。 mmu的作用是把物理地址和虚拟地址建立了联系。但是与各个进程的虚拟内存关系不大，虚拟内存主要是操作系统完成的。

2.虚拟内存，内核空间，进程空间（用户空间）之间的关系： linux有4G的虚拟空间是通过mmu联系到真实物理内存的，前3G 是给进程用的，叫做进程空间或者用户空间，每当进程切换的时候用户空间也切换了(这个结构式保存在PCB中的)，用户虚拟内存中存放的是，当前进程的程序段，数据段，bss段，堆，栈，还有就是没有分配的内存空间，这么多3G是怎么对应真实的物理内存的，比如当用户malloc了，其分配到的是虚拟地址，而不是真实的物理页，当要使用这个地址的时候才映射真的物理页。后1G是给内核用的叫做内核虚拟内存或者内核空间，这个空间里面存放的是linux内核的程序段和数据段等等。当使用kmalloc的时候，通过slab分配到了真实的物理页，而通过vmalloc的时候，分配的也是虚拟地址，只是这个地址是大于3G的，如图。

3.猜一猜为什么内核空间不能直接和用户空间进行数据交换：其实两种无非就是一个是地址是大于3G的，一个是地址小于3G的，但是为什么要copy_to_user什么函数的，或者一些系统调用呢？还不知道，等对内核有一定理解在回头看吧。

4.mmap系统调用是将文件映射到用户空间（即虚拟地址小于3G的），但是通过上图可以看出mmap仅仅是把物理内存（DDR，SDRAM）和mmap映射到一起，而不是跟nandflash映射到一起，所以在内核中mmap对应的驱动程序，一定有将SDRAM和nandflash直接copy的程序。

5.为什么说在学mmap的时候应该回头看看linux内存管理，在linux内存管理中，在内核态和用户态有好多地址都是通过类似mmap的机制映射物理内存的。 其实宏观的来看mmap驱动，是可以将任何物理地址映射到用户空间或者内核空间的，即将任何设备(网卡，寄存器，nandflash等各种设备)地址映射到用户空间或者内核空间的，而在内存分配中(请页机制，kmap，固定映射)，仅仅是将这些内核或者用户空间的地址与SDRAM映射起来。