Linux内存占用分析

内存占用分析

每颗芯片在出厂时，其bootrom就已经固化在芯片内部，假设bootrom的地址是0x0，即上电后，会从0x0地址处开始运行程序。

在启动RISC-VLinux之前，需要先运行opensbi，因此应该把opensbi放到地址0x0处，这样芯片上电后，就会从0x0地址处执行opensbi。在opensbi运行完后，会跳转到opensbi运行地址偏移2M的位置去执行下一级boot（这里下一级boot是kernel），即跳转到0x200000地址处运行kernel，因此应该把kernel放到内存的0x200000处。

内存分布示意图如下：

对于kernel来说，在启动时会从自己的kernel加载地址处（即0x200000）开始建立页表映射，只有对物理内存建立了页表映射，后面才能访问这些内存。而kernel加载地址前面的2M内存（即0x0- 0x200000）将被kernel忽略，不会对这2M内存建立页表，即kernel无法访问这2M内存。

在QEMU上RISC-V Linux的启动信息：

但opensbi实际不需要使用2M这么大的范围，默认是512KB，opensbi的pmp会保护这512KB内存，不让其他程序访问。

因此在Kernel和opensbi之间会存在1.5M的内存空隙，并且这部分内存空隙没有程序使用，这就会造成内存浪费，那如何让kernel将前面的一部分内存也利用起来呢？

优化方案方案一：将opensbi放到内存的最后面，kernel入口地址仍然保持2M对齐。

方案一

我们将opensbi放到内存的最后面，kernel入口地址仍然保持2M对齐。

即kernel放到内存的最前面，opensbi放到后面：

例如kernel放到内存的0x0地址处，opensbi放到内存的0x10000000地址处。这样kernel前面就不会有预留内存，只不过这样需要修改bootrom的地址，将地址从0x0修改为0x0x10000000。这种方案只适合芯片还没出厂前，因为用户无法修改bootrom的地址，芯片出厂后，bootrom地址是固定的，假设bootrom地址为0x0，那么芯片上电后，就会从0x0开始运行程序，所以opensbi必须放到0x0地址处，这样必然kernel只能往后偏移2M。