内核虚拟地址和内核逻辑地址之间的区别？

Question

我无法区分内核逻辑地址和虚拟地址.在Linux设备驱动程序书中它说所有逻辑地址都是内核虚拟地址,而虚拟地址没有任何线性映射.但是当我们说这是合乎逻辑的时候逻辑明智,当我们说虚拟时,我们在哪种情况下使用这两个？

Answer 1

Linux内核映射属于内核的大多数虚拟地址空间,以使用物理内存的第一部分的偏移执行1:1映射.(对于32位x86,1Gb略小,对于其他处理器或配置可能会有所不同).例如,对于x86上的内核代码,地址0xc00000001被映射到物理地址0x1.

这称为逻辑映射 - 1:1映射(带偏移量),允许内核访问机器的大部分物理内存.

但这还不够 - 有时我们在32位机器上有超过1Gb的物理内存,有时我们想引用非连续的物理内存块作为连续的事情使事情变得简单,有时我们想要映射不是RAM的内存映射IO区域.

为此,内核将一个区域保留在其虚拟地址空间的顶部,在该区域中,它执行"随机"页面到页面映射.那里的映射不遵循逻辑映射区域的1:1模式.这就是我们所说的虚拟映射.

在许多平台上添加它是很重要的(x86是一个例子),逻辑和虚拟映射都是使用相同的硬件机制(TLB控制虚拟内存)完成的.在许多情况下,"逻辑映射"实际上是使用处理器的虚拟内存工具完成的,因此这可能有点令人困惑.因此,差异是映射完成的模式:逻辑1:1,虚拟随机.

Answer 2

基本上有3种寻址,即

1. 逻辑寻址:地址由基数和偏移量组成.这只是分段寻址,其中程序中的地址(或偏移量)始终与段描述符中的基值一起使用
2. 线性寻址:也称为虚拟地址.这里的地址是连续的,但实际地址不是.分页用于实现此目的.
3. 物理寻址:主存储器上的实际地址!

现在,在linux中,内核内存(在地址空间中)超过3 GB(3GB到4GB),即0xc000000 ......内核使用的地址不是物理地址.要映射虚拟地址,请使用PAGE_OFFSET.必须注意不涉及页面翻译.即这些地址本质上是连续的.但是这是有限制的,即x86上的896 MB.除了哪个分页用于翻译.使用vmalloc时,将返回这些地址以访问分配的内存.

简而言之,当有人在用户空间的上下文中引用虚拟内存时,那就是通过分页.如果提到内核虚拟内存,则它是PAGE_OFFSETed或vmalloced地址.

(参考 - 了解Linux内核 - 基于2.6)

词shash

Answer 3

内核逻辑地址是通过普通CPU内存访问功能可访问内核代码的映射.在32位系统上,只有4GB的内核逻辑地址空间存在,即使使用的物理内存比实际存储空间多.物理内存支持的逻辑地址空间可以分配kmalloc.

虚拟地址不一定具有相应的逻辑地址.您可以分配物理内存vmalloc并获取没有相应逻辑地址的虚拟地址(例如,在具有PAE的32位系统上).然后,您可以使用kmap该逻辑地址分配该虚拟地址.