内核如何设置寄存器cr3？

Question

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我了解处理器的MMU使用寄存器cr3将线性地址转换为物理地址，前提是cr3被正确设置为页目录的物理地址。但在内核分配了页表后，内核如何找到表的物理地址并将cr3设置为它呢？

注：我谈论的是Linux内核。

- Jay Khandkar

嗯...它创建了表，所以它知道它们在哪里？ - Margaret Bloom

1个回答

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- YSK · Accepted Answer

我会假设你的疑问是：假设内核只写入虚拟地址（一旦切换到保护模式），那么它创建的页表（例如针对新进程）就会被写入虚拟地址。但由于内核必须将物理地址放入cr3中，那么它如何将页表的虚拟地址转换为物理地址呢？

简短的答案基本上就是Margaret所说：页表位于内核地址空间中，内核密切跟踪其中的虚拟->物理映射关系。

为了更详细地解释，Linux在内核中区分两种类型的虚拟地址：

- 内核虚拟地址 - 可以（概念上）映射到任何物理地址； - 内核逻辑地址 - 是具有线性映射到物理地址的虚拟地址；

内核将页表放置在逻辑地址中，因此您只需要关注这些内容。

将逻辑地址映射到相应的物理地址只需要减去一个常数（例如，请参见 Linux 源代码中的__pa宏）。

例如，在x86上，物理地址0对应于逻辑地址0xC0000000，物理地址0x8000对应于逻辑地址0xC0008000。

因此，一旦内核将页面表放置在特定的逻辑地址中，它就可以轻松地计算出它对应的物理地址。

有关更多详细信息，请阅读相关的Linux设备驱动程序章节。