前言
ARM64 作为当今主流的处理器架构,被广泛应用于移动设备、嵌入式系统和服务器领域。学习 ARM64 在 Linux 内核中的实现,不仅有助于深入理解操作系统底层机制,还能提升在内核开发、驱动编写、虚拟化等领域的专业能力。
本指南面向对 Linux 内核有一定了解的读者,提供完整的学习思路和实践路径,帮助你高效掌握 ARM64 Linux 内核。
一、ARM64 Linux 内核学习的全局视角
在学习 ARM64 内核时,我们可以将其划分为几个核心模块,每个模块都涉及关键技术点:
1. 内核启动与地址映射
- 了解 ARM64 内核的启动流程(从 Bootloader 到
start_kernel
) - 学习地址映射方式,包括 TTBR0/TTBR1、PAGE_OFFSET 等概念
- 解析 Device Tree 与 ACPI 设备描述的作用
2. 页表与 MMU 机制
- 掌握 ARM64 页表结构(4 级页表:PGD -> PUD -> PMD -> PTE)
- 研究 MMU(Memory Management Unit)如何管理虚拟地址
- 解析 TLB(Translation Lookaside Buffer)对性能的影响
3. 中断与异常处理
- 了解 ARM64 的异常模型(同步异常、IRQ、FIQ、SError)
- 探索 GIC(Generic Interrupt Controller)如何管理中断
- 学习
arch/arm64/kernel/entry.S
的异常向量表实现
4. 内存管理与缓存一致性
- 解析 ARM64 内存管理(物理/虚拟地址映射、内存分区)
- 研究 Cache Coherency(PoC、PoU)和内存屏障(
dsb
、dmb
、isb
) - 探讨 ASID(Address S