内核虚拟地址转换

Posted 2023-02-21

【中文标题】内核虚拟地址转换

【英文标题】：kernel virtual address translation

【发布时间】：2011-06-17 03:25:39

【问题描述】：

考虑到 Linux 和 32 位 x86 架构，可访问的 4GB 地址空间以 3:1 的比例划分。用户空间分配 0-3 Gb，而 3-4 Gb 分配给内核。 大于 3Gb 并因此位于内核地址空间中的虚拟地址如何转换为物理地址？页表会出现吗？

【参考方案1】：

Mel Gorman 的书中有一些信息Understanding the Linux Virtual Memory Manager。

简短的回答：是的，内核设置页表来将物理地址 0 转换为虚拟地址 3 GiB。 （第 3.7.1 节）。这包括内核加载到的物理位置（在 x86 上通常为 1MB）。

【讨论】：

感谢您的回答。在做了一些谷歌搜索后，我发现有一个 #define PAGE_OFFSET 是 3GB（可配置），并且内核虚拟地址与通过简单地从内核虚拟地址中减去 PAGE_OFFSET 获得的物理地址具有一对一的映射，因此不使用页表。如果我错了，请纠正我。

这种简单的映射使 virt_to_phys() 的实现变得容易：正如您所说，只需减去 PAGE_OFFSET。但是分页是启用的——这允许在硬件中将虚拟地址转换为物理地址，因为指令被提取和数据被访问。

我明白你的意思。无论虚拟地址属于内核还是用户空间，启用分页时始终使用页表。 （唉！！！我不能投票，因为它至少需要 15 分）

我的 0.2：有人可能想知道——如果我们在内核中使用分页，它不会减慢速度吗？是的，但这在像 Linux 这样的现代操作系统中通过以下方式得到缓解：(a) 确定内核映射 TLB 条目，(b) 现代处理器具有大型 TLB，以及 (c) 使用大/巨大页面进行内核映射（透明巨大页？）。