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，地址范围被分配给 RAM 内存范围，MMIO 用于 PCI 设备等。

让我们举一个例子，其中 RAM 的地址范围从地址 0 开始到 512MB，其中包括 DOS 兼容内存空间，从 0 开始到 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，并且同样高达 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大小完全相等？如果不是这种情况，那么在这种情况下如何进行映射？

另外，DOS 兼容区域的内存映射将如何完成？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 生成从 0 到 512 MB 的地址时，只会重定向到 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都在 0 到 512MB 之间，以便访问内存？

我在这里考虑使用 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，并且同样会映射到 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，而是存在通道、DIMM、列、芯片、组、行和列的架构，并且 DRAM 控制器生成激活 DRAM 部分的“命令”并从单元格中选择数据：

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 节和 3.5 节），并且尝试对英特尔的映射进行逆向工程（第 4 节）。

另外，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？

由于多种原因，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。

另外，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。

另外，内存映射是否意味着当CPU生成0到512MB的地址时，只会重定向到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 具有完全不同的目的。看一下虚拟地址到物理地址的转换。