[Linux:Kernel] AArch64 리눅스의 메모리 배치

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Documentation/arm64/memory.txt

     AArch64 리눅스의 메모리 배치
     ============================

Author: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
번역  : 양정석 <dasomoli@gmailREMOVETHIS.com>
Date  : 20 February 2012

이 문서는 AArch64 리눅스 커널이 사용하는 가상 메모리 배치를 설명합니다.
이 아키텍처는 4KB 페이지 크기의 4단계 변환 테이블과 64KB 페이지 크기의
3단계 변환 테이블을 허용합니다.

AArch64 리눅스는 유저와 커널 양 쪽 모두 39비트 (512GB) 가상 주소를 허용하는
4KB 페이지 설정의 3단계 변환 테이블을 사용합니다. 64KB 페이지는 오직
2단계 변환 테이블이 사용되지만 메모리 배치는 같습니다.

유저 주소는 63:39 비트가 0으로 셋팅되는 반면, 커널 주소는 같은 곳의 비트에
1로 셋팅됩니다. TTBRx 선택은 가상 주소의 비트 63에 의해 결정됩니다.
swapper_pg_dir은 오직 커널 (전역) 맵핑만 포합하는 반면,
유저 pgd는 오직 유저 (비전역) 맵핑만 포함합니다. swapper_pgd_dir 주소는
TTBR1으로 쓰여지고, TTBR0로 절대 쓰여지지 않습니다.


4KB 페이지의 AArch64 리눅스 메모리 배치:

시작 크기 용도
———————————————————————–
0000000000000000 0000007fffffffff 512GB 유저

ffffff8000000000 ffffffbbfffeffff ~240GB vmalloc

ffffffbbffff0000 ffffffbbffffffff  64KB [guard page]

ffffffbc00000000 ffffffbdffffffff   8GB vmemmap

ffffffbe00000000 ffffffbffbbfffff  ~8GB [guard, 추후 vmmemap]

ffffffbffa000000 ffffffbffaffffff  16MB PCI I/O 공간

ffffffbffb000000 ffffffbffbbfffff  12MB [guard]

ffffffbffbc00000 ffffffbffbdfffff   2MB 고정 맵핑

ffffffbffbe00000 ffffffbffbffffff   2MB [guard]

ffffffbffc000000 ffffffbfffffffff  64MB 모듈들

ffffffc000000000 ffffffffffffffff 256GB 커널 논리 메모리 맵


64KB 페이지의 AArch64 리눅스 메모리 배치:

시작 크기 용도
———————————————————————–
0000000000000000 000003ffffffffff   4TB 유저

fffffc0000000000 fffffdfbfffeffff  ~2TB vmalloc

fffffdfbffff0000 fffffdfbffffffff  64KB [guard page]

fffffdfc00000000 fffffdfdffffffff   8GB vmemmap

fffffdfe00000000 fffffdfffbbfffff  ~8GB [guard, 추후 vmmemap]

fffffdfffa000000 fffffdfffaffffff  16MB PCI I/O 공간

fffffdfffb000000 fffffdfffbbfffff  12MB [guard]

fffffdfffbc00000 fffffdfffbdfffff   2MB 고정 맵핑

fffffdfffbe00000 fffffdfffbffffff   2MB [guard]

fffffdfffc000000 fffffdffffffffff  64MB 모듈들

fffffe0000000000 ffffffffffffffff   2TB 커널 논리 메모리 맵


4KB 페이지의 변환 테이블 탐색:

+——–+——–+——–+——–+——–+——–+——–+——–+
|63    56|55    48|47    40|39    32|31    24|23    16|15     8|7      0|
+——–+——–+——–+——–+——–+——–+——–+——–+
 |                 |         |         |         |         |
 |                 |         |         |         |         v
 |                 |         |         |         |   [11:0]  페이지 내의 오프셋
 |                 |         |         |         +-> [20:12] L3 인덱스
 |                 |         |         +———–> [29:21] L2 인덱스
 |                 |         +———————> [38:30] L1 인덱스
 |                 +——————————-> [47:39] L0 인덱스 (미사용)
 +————————————————-> [63] TTBR0/1


64KB 페이지의 변환 테이블 탐색:

+——–+——–+——–+——–+——–+——–+——–+——–+
|63    56|55    48|47    40|39    32|31    24|23    16|15     8|7      0|
+——–+——–+——–+——–+——–+——–+——–+——–+
 |                 |    |               |              |
 |                 |    |               |              v
 |                 |    |               |            [15:0]  페이지 내의 오프셋
 |                 |    |               +———-> [28:16] L3 인덱스
 |                 |    +————————–> [41:29] L2 인덱스 (38:29 만 사용)
 |                 +——————————-> [47:42] L1 인덱스 (미사용)
 +————————————————-> [63] TTBR0/1

KVM을 사용할 때, 하이퍼바이저는 커널 페이지를 EL2에서 커널 VA로부터 고정된
오프셋(커널 VA의 상위 24비트를 0으로 셋팅한)에 맵핑합니다:

시작 크기 용도
———————————————————————–
0000004000000000 0000007fffffffff 256GB HYP 내에서 맵핑된 커널 객체

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