#Linux内存管理# 在系统启动时，ARM Linux内核如何知道系统中有多大的内存空间？
在ARM Linux系统启动过程中，内核通过多级机制协同探测物理内存空间大小，具体实现逻辑如下：
一、Bootloader固件传递内存参数
1.设备树（DTB）机制
ARM架构使用设备树作为硬件描述的标准方式。Bootloader（如U-Boot）会在加载内核前，将内存信息写入设备树文件（.dtb），具体通过memory节点定义：
memory@80000000 {
device_type = "memory";
reg = <0x80000000 0x40000000>; // 起始地址0x80000000，容量1GB
};
内核启动时通过early_init_dt_scan_memory()解析该节点reg属性中的地址范围，将内存信息注册到memblock分配器。
2.传统ATAGs传递（旧架构）
对于未采用设备树的旧系统，Bootloader通过ATAG（ARM Tagged List）中的ATAG_MEM标签传递内存参数，内核通过parse_tags()解析。
二、固件接口交互
1.UEFI/ACPI机制（ARMv8+）
在支持UEFI的ARM64系统（如服务器芯片）中，内核通过efi_get_memory_map()获取UEFI提供的内存映射表，包含所有物理内存区域及其属性（可用/保留）。
2.低层探测（x86移植机制）
内核启动早期调用detect_memory()，通过固件中断（如ARM的SMCCC接口）获取内存布局，生成e820内存映射表。
三、内核内存管理初始化
1.memblock分配器阶段
启动初期通过memblock_add()将探测到的物理内存加入管理，过滤保留区域（如内核镜像、设备树占用的内存）。
关键函数：memblock_start_of_DRAM()和memblock_end_of_DRAM()确定实际可用内存边界（参考ARM64内存布局）。
在setup_arch()函数中，内核调用arm_memblock_init()解析设备树中的内存信息，并将有效内存区域加入memblock内存分配器。关键代码路径：
start_kernel()
-> setup_arch()
-> arm_memblock_init()
-> early_init_dt_scan_memory() // 解析设备树中的memory节点
2.页表构建与内存映射
在head.S中执行__create_page_tables，为线性映射区（如ARM64的0x80000000~0xFFFFFFFF）建立1:1物理映射（Section级或Page级），确保内核可直接访问物理内存（见内核页表建立）。
四、运行时验证与调整
1.内存热插拔探测
对于支持动态内存扩展的系统，内核通过acpi_memory_device_add()检测新增内存条，更新memblock信息。
2.NUMA拓扑感知
多核服务器中，内核解析SRAT（System Resource Affinity Table）确定不同NUMA节点的内存分布，优化访问延迟。
五、用户态验证方法
1.内核日志查看
dmesg | grep -i "memory" # 显示探测到的内存区域，如：
# [0.000000] Memory: 1024MB/2048MB available
2.系统文件查询
cat /proc/iomem # 显示详细物理内存分区
cat /proc/meminfo # 查看MemTotal等统计信息
内存探测流程总结,关键代码路径：
setup_arch() → setup_machine_fdt()：初始化设备树。
early_init_dt_scan_nodes() → early_init_dt_scan_memory()：扫描内存节点。
arm_memblock_init()：将内存区域注册到memblock。
A[Bootloader阶段] --> B{传递内存参数}
B -->|设备树DTB| C[内核解析memory节点]
B -->|ATAGs| D[parse_tags解析]
C --> E[memblock初始化]
D --> E
E --> F[建立线性映射页表]
F --> G[伙伴系统接管内存]
G --> H[用户态工具验证]