linux - Linux内核虚拟内存中的直接映射

Question

如 LDD 中所述内核虚拟内存(IA-32 地址空间中的前 1GB)被划分为内核逻辑地址和内核虚拟地址。内核逻辑地址是直接映射的，这意味着您可以通过减去某个(0xC0000000)值来将虚拟地址映射到物理地址。为了移动 btwn 映射，定义了一对宏:__pa() 和 __va()。

我的问题是:“这些宏的用例是什么？”以及:“直接映射有什么好处？”

我听说直接映射允许使用更大的页面(例如 4MB)，从而提高翻译效率。是否使用页表执行直接映射区域的转换？

Answer 1

众所周知，在32位时代，0~3GB的虚拟内存地址空间属于用户空间；3GB~4GB的虚拟内存地址空间属于内核空间；

在内核中，通常从Normal Zone中分配物理内存，一般在1GB以下；

例如，我们通过kmalloc(100, GFP_KERNEL)分配内存

GFP_KERNEL表示从Zone Normal分配物理内存；

由此，内核可以很容易地将0xC000000(aka，3 GB偏移量)添加到物理内存地址(0 ~ 1 GB)，然后物理内存地址直接映射到内核虚拟内存地址(3 ~ 4 GB);

通过这种方式，内核可以更快地访问底层物理内存，只需减去 0xC0000000； (内存访问是通过虚拟地址，需要将虚拟地址映射到物理地址)