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，当我们说虚拟和在哪种情况下我们使用这两个时，逻辑上是明智的吗？

Answer 1

Linux内核映射属于内核的大部分虚拟地址空间，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 - 有时候我们在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来简化，有时我们想要映射内存映射的IO区域不是RAM。

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），逻辑映射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，那么它是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多于该内存。物理内存支持的逻辑地址空间可以使用kmalloc分配。

虚拟地址不一定具有相应的逻辑地址。您可以使用vmalloc分配物理内存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为该虚拟地址分配逻辑地址。

Answer 4

简单来说，虚拟地址将包含“高内存”，如果您的RAM大小超过内核的地址范围（通常为1G / 3G），则不会对物理地址执行1：1映射X86，你的RAM是3G但你的内核寻址范围是1G）以及从kmap（）和vmalloc（）返回的地址，这需要内核为内存映射建立页表。由于逻辑地址始终由内核映射（1：1映射），因此您无需显式调用内核API，例如set_pte来设置特定页面的页表项。

所以虚拟地址不能一直是逻辑地址。