Linux内存管理（07）：fixmap详解

已于 2025-04-11 09:28:26 修改
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分类专栏： Linux 内存管理 文章标签： linux fixmap early_fixmap_ __pgd_populate
于 2023-04-12 17:09:49 首次发布
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/shift_wwx/article/details/130100621
版权
本文深入分析了Linux内核中fixmap机制的作用和分布，探讨了内核启动过程中的内存布局，特别是fixmap在早期内存映射、early_fixmap_init()、early_ioremap_init()和setup_machine_fdt()中的应用。fixmap用于在paging_init()前为特定内核模块提供内存映射，包括dtb、earlycon等。文章还讲解了pgd、pud、pmd的映射过程，并介绍了如何通过fixmap映射dtb。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

源码基于：Linux 5.4

约定：

  • 芯片架构：ARM64
  • 内存架构：UMA
  • CONFIG_ARM64_VA_BITS：39
  • CONFIG_ARM64_PAGE_SHIFT：12
  • CONFIG_PGTABLE_LEVELS ：3

0. 前言

内核启动首先会进入汇编阶段，mmu 已经启动 (也就是说，当前SOC只能使用虚拟地址访问RAM)，paging_init() 还没有完成调用，在内核启动过程需要访问某些特定的内核模块 (例如 dtb)时，就需要将虚拟地址和物理地址进行

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Linux内存管理（13）：paging_init 详解
私房菜
07-14 971
从memblock初始化一文中得知在调用之前，存放 Kernel Image 和DTB 两端物理内存区域可以访问 (相应的页表已经建立好)。在 memblock 初始化之后，物理内存已经添加到系统，但是这部分的物理内存到虚拟内存的映射还没有建立，可以通过 memblock_alloc() 分配一段物理内存，但是无法访问，一切还需要等待之后，建立最终的页表，从而实现物理内存到虚拟内存的映射。VA_BITS=39, PAGE_SHIFT=12(每页4K)本文重点剖析了。
Linux内存管理（09）：启动参数详解
最新发布
私房菜
04-06 538
在《fixmap详解》一文中看到在 fixmap 会在内核系统中预留一段虚拟内存用以固定映射，并通过函数 setup_machine_fdt() 对 dtb 内核区域进行映射和解析，其中包括内核的启动参数boot_command_line。启动参数的定义；启动参数的加载；启动参数的实现；
linux fixmap
weixin_47191387的博客
08-08 2330
内存管理-armv8
Linux内存 -- Fixmap映射固定虚拟地址
hello_yj的专栏
10-29 947
继上文介绍内核在启动初期为内核段建立了临时映射页表，实现了内核物理地址到虚拟地址的映射；该映射完成后可以通过虚拟地址访问内核空间，但此段仅限于内核段的访问，内核之外的内存空间还不能使用虚拟地址进行访问，需要继续完成内存空间外的内存映射。要实现其他内存空间的映射就需要从fdt中解析系统的内存情况，要访问fdt就要先实现fdt的映射，即要引出本章的介绍的主角fixmap。
linux内存管理笔记(九）--- fixmap
奇小葩
03-07 2190
在系统启动的汇编阶段，我们建立了临时页表，开启了MMU，进入了虚拟空间的世界，进入到start_kernel，内核要访问内存，要访问IO地址空间，那么就必须要位物理地址建立页表，以实现物理地址和虚拟地址之间的映射。 在内核初始化前期，内存管理系统还未初始化，现在除了临时页表外，主要的还是kernel image空间，其余的物理内存都没有建立页表，那么对于内存管理相关的API接口都无法使用，内核提出...
linux fixmap分析
weixin_42296411的博客
04-08 348
Linux内核启动过程中，经过汇编阶段后，mmu功能已经开启，后续只能通过虚拟地址来访问DDR，但是此时能够访问的地址范围有限，只有idmap和swapper部分可以找到物理地址，其他没有通过MMU映射的虚拟地址是无法访问的。fixmap就是为了解决在正式建立所有物理内存映射之前，实现early console、FDT映射、early ioreamp、paging init等过程中使用虚拟地址问题的。
深入浅出内存管理--高端内存映射之fixmap（固定映射）
程序猿Ricky的日常干货
12-23 2260
我们知道系统中的高端内存是不能作为直接映射区映射到内核空间的，那么我们想要使用它怎么办呢？前面的文章我们已经有过相关的介绍，可以使用三种方法，分别是pkmap（永久映射）/fixmap（临时固定映射）/vmlloc，本文主要介绍fixmap，也就是固定映射又叫临时映射。 关键点 通过前面的介绍我们知道，fixmap和pkmap的最大区别是fixmap不会被阻塞，因此可以在中断上下文中使用。那会不会...
Linux内存管理（12）：reserved-memory 详解
私房菜
08-17 3092
源码基于：Linux5.4 约定：随着内核的运行，内核中的物理内存越来越趋向于碎片化，但是某些特定的设备在使用时用到的 DMA 需要大量的连续物理内存，这可能导致设备在真正使用的时候因为申请不到满足要求的物理内存而无法使用，这显然是不能接受的。最简单的方式就是为特定设备预留一部分物理内存专用，这部分内存不受系统的管理，绑定到特定的设备，在设备需要使用的时候再对这部分内存进行管理，这就是内核中提供的 reserved memory 机制，这是内核中比较传统的内存预留机制。在实际应用中，为特定设备预留内存虽然
Linux内存管理（14）：unflatten_device_tree 详解
私房菜
09-15 529
对于 debug 版本若通过节点查看，会发现很多细小的reserved hole。在之前《reserved-memory 详解》一文中分析了dts 中 reserved-memory 部分的内存 reserved 过程，这些内存都是工程师根据平台需要定义好的。在《paging_init 详解》一文中在进行 map_kernel 和 map_mem 映射时创建了很多的页表，系统将这部分的内存也当成了 reserved memory。本文将继上面分析系统 reserved 的另一块细小的 memory。
Linux Fixmap 的作用
kickxxx的专栏
03-28 4739
Fixmaps是内核（虚拟）地址空间地址固定的映射到物理内存，同DMA/Normal zone物理内存的直接地址映射有点类似。但是4GB开始部分的直接地址映射是线性的，也就是说物理地址和线性映射地址间存在着计算公式paddr = vaddr - PAGE_OFFSET；而固定地址映射则可以映射任意的物理地址，包括DMA Normal Highmem。 Fixmaps的存在意义 每个
嵌入式系统Linux内核开发实战指南(ARM平台)].王洪辉.扫描版_Part3.pdf
07-16
嵌入式系统Linux内核开发实战指南(ARM平台)].王洪辉.扫描版_Part3.pdf
Linux内存管理：Fixmaps(固定映射地址)和ioremap
RToax
03-13 978
目录 Fixmaps和ioremap 映射 ioremap工作原理 早期ioremap的使用 Links 相关阅读 Fix-Mapped地址是一组特殊的编译时地址，其对应的物理地址不必是线性地址减__START_KERNEL_map； ioremap 功能是将给定的物理地址映射为虚拟地址。 Fixmaps和ioremap Fix-Mapped地址是一组特殊的编译时地址，其对应的物理地址不必是线性地址减__START_KERNEL_map。每个固定映射的地址都映射一个页面框架，内核将.
linux 的固定映射的线性地址
jacksen1026的专栏
06-19 3510
Linux内核中提供了一段虚拟地址用于固定映射，也就是fixed map。固定映射的线性地址(fix-mapped linear address)是一个固定的线性地地址，它所对应的物理地址不是通过简单的线性转换得到的，而是人为强制指定的。每个固定的线性地址都映射到一块物理内存页。固定映射线性地址能够映射到任何一页物理内存。固定映射线性地址是从整个线性地址空间的最后4KB即线性地
linux内核映射一个页,固定映射地址和 ioremap
weixin_39669638的博客
04-29 545
内核内存管理. 第二部分.固定映射地址和输入输出重映射固定映射地址是一组特殊的编译时确定的地址，它们与物理地址不一定具有减 __START_KERNEL_map 的线性映射关系。每一个固定映射的地址都会映射到一个内存页，内核会像指针一样使用它们，但是绝不会修改它们的地址。这是这种地址的主要特点。就像注释所说的那样，“在编译期就获得一个常量地址，只有在引导阶段才会被设定上物理地址。”你在本书的前面部...
linux arm64 early_fixmap_init 分析记录
qq_30025621的博客
05-15 1299
Linux4.0,运行环境qemu,arm64平台 void __init early_fixmap_init(void) // 为FIXADDR_START建立页表映射 { pgd_t *pgd; ...
linux-4.19 内存映射
lei7143的专栏
06-24 1267
arm64 内存映射
最简单的fixmap机制实现
Do one thing at a time, and do well.
08-06 652
参考笨叔的BenOS代码 fix_map机制： 目的：在内存还没有建立线性映射之前，memblock机制分配的内存是不能正确被CPU访问的,因为此时CPU已经打开了MMU，memblock分配的物理页面还没有建立映射关系，即访问虚拟地址。 在建立页表的过程中，就需要使用memblock机制来分配内存,用作页表本身，例如PUD,PMD,PTE页表本身就是使用一个page来存储页表项。 memblock分配的page可能存在乱数据，这对页表本身是一个坏事情，我们需要把这个page清0。此时，CPU需要得到
fixmap_remap_fdt
y658t的专栏
06-28 1301
本文来分析fixmap_remap_fdt函数的代码 输入：dtb的物理地址 输出：dtb映射后的虚拟地址 功能：为dtb所在的物理内存建立映射 void *__init fixmap_remap_fdt(phys_addr_t dt_phys) { void *dt_virt; int size; dt_virt = __fixmap_remap_fdt(dt_phys, &siz...
Linux内存管理 paging_init解析
生活需要深度
01-01 810
从（二）Linux物理内存初始化中，可知在调用之前，存放和DTB的两段物理内存区域可以访问了（相应的页表已经建立好）。尽管物理内存已经通过添加进系统，但是这部分的物理内存到虚拟内存的映射还没有建立，可以通过分配一段物理内存，但是还不能访问，一切还需要等待的执行。最终页表建立好后，可以通过虚拟地址去访问最终的物理地址了。按照惯例，先上图，来一张ARM64内核的内存布局图片吧，最终的布局如下所示：开启探索之旅吧！
Linux内核VMALLOC虚拟地址空间详解
"Linux内核中的VMALLOC虚拟地址空间管理涉及到了内存分配、映射结构体、链表和红黑树等关键概念。VMALLOC是Linux内核用于动态分配大块连续虚拟内存的机制，主要服务于非页对齐的大对象分配。内核通过vm_struct结构体...
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