Linux内存从0到1学习笔记(五，内存分类)

Posted 2022-03-09 高桐@BILL

一、内存类型

ARMv8架构处理器定义了两种类型的内存类型，分别是普通内存（Normal Memory）和设备内存（Device Memory）。

二、普通内存

        普通内存对应MT_NORMAL属性；

        普通内存由于其弱一致性（weakly ordered），没有额外限制，可以提供最高的内存访问性能。通常代码段、数据段、和其他数据都放在普通内存中。普通内存可以让处理器做很多优化，如分支预测，数据预读，高速缓存行预读和填充，乱序加载等硬件优化。

        普通内存是可以设置高速缓存开关，对应如MT_NORMAL_NC。表示关闭高速缓存，其中NC表示Non-Cacheable.

        除此之外，我们可以设置高速缓存为内部共享和外部共享的高速缓存。

        一个单核处理器系统中，除了处理器之外，有其他的可以访问内存的硬件单元，这些硬件单元通常具有访问内存总线（bus master）的能力，如DMA设备，GPU等。一个多核系统中，DMA设备和GPU通过总线连接到DDR内存，而处理器也通过系统总线连接到DDR内存。

• 如果一个内存区域被标记为“不可共享”，则表示仅能被一个处理器访问，其他处理器不能访问。
• 如果被标记为“内部共享”，则可以被多个处理器访问和共享，但其他如DMA设备，GPU等硬件不可以访问。
• 如果标记为外部共享，则所有处理器和其他访问内存的硬件（GPU，DMA设备等）均可以访问。

三、设备内存

设备内存通常用来映射外设的。处理器访问设备内存会有很多限制，访问此类内存必须严格按照指令顺序来执行，不能进行预测访问。

ARMv8架构定义了多种设备内存的属性(G表示Gathering，指聚合的意思，意思是在同一个内存属性的区域中允许多笔命令能并成一条命令）。（NG表示不聚合 non Gathering），如下：

• Device-nGnRnE：对应MT_DEVICE_nGnRnE属性，不支持聚合操作，不支持指令重排，不支持提前写应答。
• Device-nGnRE：对应MT_DEVICE_nGnRE属性，不支持聚合操作，不支持指令重排，支持提前写应答。
• Device-nGRE
• Device-GRE：对应MT_DEVICE_GRE属性，支持聚合操作，支持指令重排，支持提前写应答。