news 2026/1/22 5:21:55

16、Linux 内存管理与 DMA 操作全解析

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张小明

前端开发工程师

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16、Linux 内存管理与 DMA 操作全解析

Linux 内存管理与 DMA 操作全解析

1. 引言

在 Linux 系统中,内存管理是一个核心且复杂的领域,对于设备驱动开发者来说,掌握相关技术至关重要。本文将深入探讨 Linux 内存管理的关键技术,包括内存映射(mmap)、直接内存访问(DMA)以及直接 I/O 操作等,帮助读者理解这些技术的原理和应用。

2. Linux 内存管理基础
2.1 地址类型

Linux 作为一个虚拟内存系统,存在多种地址类型,每种类型都有其特定的用途和语义:
-用户虚拟地址:用户空间程序可见的常规地址,长度取决于底层硬件架构,每个进程都有自己的虚拟地址空间。
-物理地址:处理器与系统内存之间使用的地址,长度为 32 位或 64 位,即使是 32 位系统在某些情况下也可使用更大的物理地址。
-总线地址:外设总线与内存之间使用的地址,通常与处理器使用的物理地址相同,但在某些架构中可能不同,可能需要 I/O 内存管理单元(IOMMU)进行地址重映射。
-内核逻辑地址:内核的正常地址空间,映射了部分或全部主内存,常被视为物理地址,与物理地址通常仅相差一个常量偏移。
-内核虚拟地址:与逻辑地址类似,是从内核空间地址到物理地址的映射,但不一定具有逻辑地址空间的线性一对一映射关系。

可以通过__pa()__va()宏进行内核逻辑地址和

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