CPU物理地址空间如何映射到物理DRAM？

Question

在系统内存映射（也称为 cpu 内存映射）中，地址范围分配给 RAM 内存范围、PCI 设备的 MMIO 等。

让我们举个例子，RAM 的地址范围从地址 0 开始到最大 512MB，其中包括 DOS 兼容内存空间从 0 开始到最大 1MB。

现在当我们说这512MB的区域将被映射到内存中时，这是否意味着CPU地址空间中的地址0将被映射到物理RAM中的地址0并且同样增加到512MB？如果不是那么映射是如何完成的？

CPU地址空间中分配的内存地址范围是否与系统中安装的RAM的大小完全相同？如果不是这种情况那么在这种情况下映射将如何进行？

DOS兼容区域的内存映射是如何完成的？如果使用 DOS 以外的操作系统，该区域是否会在内存中未被使用？

内存映射是否意味着当CPU生成0到512MB的地址时只会被重定向到RAM中？ CPU 生成的任何其他地址永远不会被 MMU 定向到 RAM 中？在这种情况下，所有应用程序的地址范围都在 0 到 512MB 之间，以便访问内存？

我正在考虑使用 x86 系统。

Answer 1

在讨论这个问题之前，有必要先了解一下 DRAM 架构。

现在当我们说这512MB的区域将被映射到内存中时，这是否意味着CPU地址空间中的地址0将被映射到物理RAM中的地址0并且同样增加到512MB？如果不是那么映射是如何完成的？

DRAM 中并不存在“地址 0”的概念，而是有一个由 channels、DIMM、ranks、chips、banks、rows 和 columns 组成的架构，DRAM 控制器生成激活 DRAM 部分并从单元中选择数据的“命令”：

所以第一个问题的答案是否定的。正如其他人提到的，确切的映射很复杂并且没有记录。如果您有兴趣，AMD 确实提供了文档（第 2.10 和 3.5 节），并且尝试了逆向工程 Intel 的映射（第 4 节）。

CPU地址空间中分配的内存地址范围是否与系统中安装的RAM的大小完全相同？如果不是这种情况那么在这种情况下映射将如何进行？

出于多种原因，答案也是否定的。你回答了其中之一：物理地址空间不仅仅代表RAM/内存，还有PCIe设备、ROM（BIOS所在的位置）等，因此存在内存漏洞。要检查物理地址在系统中对应什么，请在 Linux 中查看

/proc/iomem

，因为它具有映射。

DOS兼容区域的内存映射是如何完成的？如果使用 DOS 以外的操作系统，该区域是否会在内存中未被使用？

是的，我相信这些是未使用的内存漏洞。

内存映射是否意味着当CPU生成0到512MB的地址时只会被重定向到RAM中？ CPU 生成的任何其他地址永远不会被 MMU 定向到 RAM 中？在这种情况下，所有应用程序的地址范围都在 0 到 512MB 之间，以便访问内存？

MMU 具有完全不同的用途。看一下虚拟地址到物理地址的转换。