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Dividir em arquiteturas de 32 bits

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Dividir em arquiteturas de 32 bits

Estou no meio da integração de um software aplicativo em uma distribuição personalizada do Embedded Linux de um fornecedor de chipset. Este é um produto baseado em ARM no qual estou trabalhando. Percebi que o kernel está sendo construído em 64 bits, mas o restante do espaço do usuário é de 32 bits.

Há algum benefício de desempenho em construir o kernel como 64 bits, mesmo que o espaço do usuário seja de 32 bits? O SOC é baseado no ARM córtex-a53.

Alguém sugeriu que ter espaço do usuário em 32 bits resultará em menor espaço de RAM para o espaço do usuário. O mesmo deve se aplicar ao kernel, mas o kernel é de 64 bits. Eu estou supondo que há um ganho no desempenho?

algumas informações específicas sobre o hardware:

  • Córtex ARM a53
  • 1 GB de RAM

PS: Não posso divulgar o nome do fornecedor devido a restrições de não divulgação.

Responder1

O espaço de endereço virtual do processo Linux é dividido em duas áreas:

  • espaço do kernel
  • espaço do usuário.

Dividir em arquiteturas de 32 bits

Em uma arquitetura de 32 bits, por exemplo, arm ou i386, a divisão tradicional é 3:1, conforme mostrado abaixo:

    +--------+ 0xffffffff
    | Kernel |
    +--------+ 0xc0000000
    |        |
    | User   |
    |        |
    +--------+ 0x00000000
  • Espaço do Kernel - 1 GiB
  • Espaço do usuário - 3 GiB

Assim, o kernel pode mapear no máximo 1 GiB de memória física a qualquer momento, mas há uma divisão adicional, porque precisamos de espaço de endereço virtual para mapas temporários para acessar o restante da memória física. A divisão é a seguinte:

  • 896 MiB inferiores (0xc0000000 a 0xf7ffffff) são mapeados diretamente para o espaço de endereço físico do kernel
  • os 128 MiB restantes (0xf8000000 a 0xffffffff) são usados ​​sob demanda pelo kernel para mapear para memória alta.

O arranjo é o seguinte:

                                                 physical memory 2 GiB 
                                          +------> +------------+
                                          |        |  1152 MiB  |  
                                          |        |            |  
    +------------------+ 0xffffffff  -----+        |  HIGH MEM  |  
    | On Demand 128MiB |                           |            |  
    +------------------+ 0xf8000000  ------------> +------------+  
    |                  |             ------+  
    |  Direct mapped   |                   +-----> +------------+   
    |    896 MiB       |             --+           |   896 MiB  |        
    +------------------+ 0xc0000000    +---------> +------------+

Assim, o kernel Linux através da interface highmem fornece acesso indireto a esta memória física na faixa de 2/4/6/8 GiB. Porém, há um custo associado à criação de mapeamentos temporários que pode ser bastante elevado. O arch tem que manipular as tabelas de páginas do kernel, o TLB de dados e/ou os registradores do MMU.

Em arquiteturas de 64 bits

A divisão 3G/1G não se aplica. Devido ao enorme espaço de endereço, pode ser escolhido um esquema de divisão entre o espaço do usuário e o espaço do kernel que permite mapear toda a memória física no espaço de endereço do kernel. Economizando assim todas as despesas gerais de mapeamentos temporários que uma arquitetura de 32 bits incorre.

O suporte de alta memória é opcional no caso de kernel Linux em arquiteturas de 64 bits e está até desabilitado em casos de Linux em arquiteturas de 64 bits.

Referência:Manipulação de alta memória no Linux.

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