WINCE---内核(kernel)---内存架构(memory archtitecture)学习

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作者：LoongEmbedded(kandi)

时间：2012.02.26

类别：WINCE系统开发

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1.    WINCE内存模型

 

图1  WINCE5.0和WINCE6.0内存模型对比图

WINCE6.0之前的WINCE操作系统支持的进程最多只有32个，并且每个进程只有32MB的虚拟内存空间，并且所有的进程共享相同的4GB地址空间。在WINCE6.0中，内核进程占用4GB虚拟内存空间的高2GB，每个用户进程都有独立拥有低端的2GB虚拟内存空间，WINCE6.0支持的最大进程数达到32000个。进程数量的实际限制是受物理内存的大小来决定的。之前的WINCE版本，当前的应用在slot0执行，在WINCE6.0中，抛弃了原来的按Slot分配的方式，而是只要你需要你就可以创建内存，每个都有2GB的有效虚拟内存空间。

因为虚拟内存访问是通过内存管理单元MMU转化为物理内存的访问，所以虚拟内存代码是依赖于CPU的。ARM和x86处理器使用硬件页表OEMAddressTable，所以硬件可以直接访问虚拟内存单元。WINCE支持的其他CPU使用一个软件转换旁路缓冲区TLB(translation look-aside buffer，可理解为页表缓冲或是快表)miss handler，这需要完里面填充虚拟内存的内容。

WINCE6.0基于下面的目标来设计虚拟内存管理：

⑴ 每个进程具有大容量的虚拟内存。

⑵ 不存在进程数量的限制。

⑶ 进程直接相互保护。

⑷ 最低程度降低使虚拟内存管理依赖CPU的代码。

⑸ 有效的虚拟内存分配

⑹ 有效的TLB选中处理机制(miss handling)。

 

2.    WINCE虚拟内存分配

 

下面来看WINCE6.0虚拟内存地址空间图，先看内核模式下的虚拟内存地址空间分配。

图2  内核模式虚拟内存空间分配图

⑴ 静态映射到虚拟内存，有缓冲的，范围为0x80000000~0xA0000000，大小为512MB,通过CPU的cache直接访问物理内存，这段也就是BSP包中g_oalAddressTable映射表对应于物理内存到虚拟内存的映射关系。

⑵ 静态映射到虚拟内存，无缓冲的，范围为0xA0000000~OxBFFFFFFF，大小为512MB，不需要通过CPU的cache，直接访问物理内存。

⑶ 内核XIP DLLs所在的虚拟内存空间，范围为0Xc0000000~0Xc7ffffff，大小为128MB。

⑷ 对象存储区域，范围为0xC8000000~0Xcfffffff，大小为128MB，主要用于存储RAM文件系统、CEDB数据库、基于RAM的注册表和遗留的数据存储(legacy data sore)。

⑸ 内核虚拟内存空间，为内中中装载的所有服务和驱动所共享，范围为0xD0000000~0xDFFFFFFF，大小为256MB，另外的256MB的虚拟内存空间取决于具体CPU，范围为0xE0000000~0xEfffffff。

⑹具体CPU的虚拟内存空间，用于系统调用的陷阱捕获区域，范围为0xF0000000~0xFFFFFFFF,大小为256MB。

 

用户模式下的虚拟内存地址空间分配如下

图3  用户模式虚拟内存空间分配图

⑴每个进程的进程空间，主要用于可执行代码和数据，用户堆的虚拟内存分配，

范围为0x00000000~0x3FFFFFFF，大小为1GB。

⑵ 用户模式DLLs的代码和数据空间，范围为0x40000000~0x5FFFFFFF，大小为512MB。

⑶ 用于RAM-backed映射文件，范围为0x60000000~0x6FFFFFFF，大小为256MB。

⑷ 共享系统堆，范围为0x70000000~0x7FFFFFFF，大小为256MB。

 

一次只能映射一个虚拟内存，不能直接通过其他进程的虚拟内存地址来访问它们的内存。虚拟内存地址只能在已被进程分配的情况下使用，比如应用程序不能在代码中调用VirtualProtect函数来改变自己已有访问保护。

 

free（可用）：可被分配

reserved（保留）：虚拟地址被保留，不能再分配。但不能被使用，因为它没有被映射到物理内存。

committed（提交）：映射到物理地址。