Linux内存管理

发布时间：2020-12-13 19:33:07 所属栏目：Linux 来源：网络整理

导读：我在读 Linux内存管理.我知道 The Linux kernel is responsible for creating and maintaining page tables but employs the CPU’s memory management unit (MMU) to translate the virtual memory accesses of a process into corresponding physical memo

我在读 Linux内存管理.我知道

The Linux kernel is responsible for creating and maintaining page tables but employs the CPU’s memory management unit (MMU) to translate the virtual memory accesses of a process into corresponding physical memory accesses.

但是,我也知道内核可以使用一些其功能来管理内存,如virt_to_phys(),virt_to_page(),__pa(),…

例：

static inline unsigned long virt_to_phys(volatile void *address)
{
    return __pa(address);
}

用于将虚拟地址翻译成物理地址.

我很困惑他们请帮我告诉我MMU的翻译和内核的翻译之间的关系,并区分它们？
谢谢.

解决方法

在具有虚拟内存的系统中,OS内核负责建立物理和虚拟地址之间的映射.

然而,当CPU执行访问存储器的指令时,CPU执行从进程的虚拟地址到指示存储器中实际位置的物理地址的转换.

您提到的功能可以在内核代码中使用,以获得内核代码中使用的一些地址的虚拟到物理地址的翻译.例如对于x86目标,您可以在io.h中看到virt_to_phys上的定义：

/**
 *  virt_to_phys    -   map virtual addresses to physical
 *  @address: address to remap
 *
 *  The returned physical address is the physical (CPU) mapping for
 *  the memory address given. It is only valid to use this function on
 *  addresses directly mapped or allocated via kmalloc.
 *
 *  This function does not give bus mappings for DMA transfers. In
 *  almost all conceivable cases a device driver should not be using
 *  this function
 */

static inline phys_addr_t virt_to_phys(volatile void *address)
{
    return __pa(address);
}

如果你遵循__pa(地址)的定义,你会看到它最后调用__phys_addr,它被定义为：

unsigned long __phys_addr(unsigned long x)
{
    if (x >= __START_KERNEL_map) {
        x -= __START_KERNEL_map;
        VIRTUAL_BUG_ON(x >= KERNEL_IMAGE_SIZE);
        x += phys_base;
    } else {
        VIRTUAL_BUG_ON(x < PAGE_OFFSET);
        x -= PAGE_OFFSET;
        VIRTUAL_BUG_ON(!phys_addr_valid(x));
    }
    return x;
}

因此,您可以看到内核正在使用偏移量从虚拟地址中计算物理地址.根据代码为翻译编译的体系结构将不同.而对于virt_to_phys的评论,这只适用于通过kmalloc直接映射或分配的内核中的内存,它不会将任意物理映射到虚拟地址.该翻译依赖于查找页表映射.

在任一情况下,作为内核一部分在CPU上执行的实际指令仍然依赖于CPU的MMU从其操作的虚拟地址转换为数据实际位于内存中的物理地址.

（编辑：李大同）

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