内核虚拟地址和内核逻辑地址有什么区别？

Question

内核虚拟地址和内核逻辑地址有什么区别？

linux-kernellinux-device-driver

31

我不太能够准确区分核心逻辑地址和虚拟地址。在 Linux 设备驱动程序书中，它说所有的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关系。但从逻辑上来讲，我们何时说逻辑地址和虚拟地址，在哪种情况下使用这两个术语呢？

- Rahul

4个回答

24

基本上有三种寻址方式，它们分别是：

逻辑寻址：地址由基址和偏移量组成。这实际上就是段式寻址，其中程序中的地址（或偏移量）总是与段描述符中的基值一起使用。
线性寻址：也称为虚拟地址。这里的地址是连续的，但物理地址却不是。采用分页机制来实现此类寻址。
物理寻址：主存储器上的实际地址！

在Linux中，内核内存（在地址空间中）超出了3 GB（从3 GB到4 GB），即0xc000000... 内核使用的地址并非物理地址。为了映射虚拟地址，它使用PAGE_OFFSET。必须注意不涉及任何页面转换，即这些地址在本质上是连续的。然而，这方面存在一定的限制，即在x86上最多只能达到896 MB。超过这个限制后，就需要使用分页进行转换。当您使用vmalloc时，会返回这些地址以访问已分配的内存。

简而言之，当有人在用户空间的上下文中提及虚拟内存时，通常是通过分页来实现的。如果提及内核虚拟内存，则是通过PAGE_OFFSET或vmalloc的地址。

（参考-理解Linux内核-2.6版）

Shash

- Shash316

10

内核逻辑地址是通过正常的CPU内存访问函数可以访问到的映射。在32位系统中，即使使用的物理内存超过4GB，也只存在4GB的内核逻辑地址空间。使用kmalloc可以分配由物理内存支持的逻辑地址空间。

虚拟地址不一定有相应的逻辑地址。您可以使用vmalloc分配物理内存，并返回一个没有对应逻辑地址的虚拟地址（例如在具有PAE的32位系统中）。然后可以使用kmap将逻辑地址分配给该虚拟地址。

- David Schwartz

2

简单来说，虚拟地址包括“高内存”，它不会对物理地址进行1:1映射。如果你的RAM大小超过了内核地址范围（通常情况下，在X86中为1G/3G，即你的RAM为3G但内核寻址范围为1G），那么从kmap()和vmalloc()返回的地址需要内核建立页面表进行内存映射。由于逻辑地址总是由内核进行内存映射（1:1映射），你不需要显式调用内核API（如set_pte）来为特定页面设置页表项。

因此，虚拟地址并不总是逻辑地址。

- kikigood

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- gby · Accepted Answer

Linux内核将大部分属于内核的虚拟地址空间映射到物理内存的第一部分，执行1:1映射并具有偏移量。(32位x86略小于1GB，其他处理器或配置可能不同)。例如，在x86上内核代码的地址0xc00000001被映射到物理地址0x1。

这称为逻辑映射-一种1:1映射(带偏移)，允许内核访问机器上的大多数物理内存。

但这还不够-有时在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内存块以简化事情，有时我们想映射不是RAM的内存映射IO区域。

为此，内核在其虚拟地址空间的顶部保留了一个区域，其中进行“随机”页到页映射。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。

重要的是要补充说明，在许多平台上(x86是一个例子)，逻辑和虚拟映射都使用相同的硬件机制(TLB控制虚拟内存)完成。在许多情况下，“逻辑映射”实际上是使用处理器的虚拟内存设施完成的，因此可能有点令人困惑。因此，区别在于映射的模式：逻辑映射为1:1，虚拟映射为某些随机映射。