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カーネルアドレス空間とカーネルページテーブル

私はProfessionalLinux Kernel Architectureを勉強していて、第3章メモリ管理にいます。私が研究している間、カーネルアドレス空間自体は、直接マッピング領域、vmalloc領域、kmap領域、および固定マッピング領域に分割されます。

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私が疑問に思っているのは、以下のようなものです。

  1. 32ビットマシンのカーネルアドレス空間のダイレクトマッピングエリア（896MB）には、MMUなしで__va、__ paなどの関数からアクセスできますか？

  2. 1.がtrueの場合、マスターカーネルページテーブル（swapper_pg_dir）は128MBのみを管理しますか？

  3. カーネルコードを研究しているときに、32ビットと64ビットのpaging_init関数に違いがあることがわかりました。 32ビットでは、 paging_init 関数でカーネルページテーブルを初期化およびマスターするpagetable_init関数を見つけました。

32ビットの関数paging_init

void __init pageit_init(void){
    pagetable_init();
    __flush_tlb_all();

    kmap_init();

    olpc_dt_build_devicetree();
    sparse_memory_present_with_active_regions(MAX_NUMNODES);
    sparse_init();
    zone_sizes_init(); 
}

しかし、64ビットでは、 paging_init 関数にカーネルページテーブル関連の関数が見つかりませんでした。

void __init paging_init(void)
{
    sparse_memory_present_with_active_regions(MAX_NUMNODES);
    sparse_init();

    node_clear_state(0, N_MEMORY);
    if (N_MEMORY != N_NORMAL_MEMORY)
        node_clear_state(0, N_NORMAL_MEMORY);

    zone_sizes_init();
}

64ビットカーネルにはマスターカーネルページテーブルがありませんか？それが本当なら、それは直接マッピングによってのみカーネルメモリにアクセスするだけですか？

linuxkernellinux-kernelmemorymemory-management
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JuHyung Son

質問1と2への回答：いいえ、ページングが有効になると、CPU命令は仮想アドレスのみを使用し、RAMの読み取りまたは書き込みの前にMMUを使用して物理アドレスに変換されます。__vaおよび__paマクロはメモリにアクセスせず、アドレス空間間でアドレスを変換するだけです。32ビットマシンでは、__vaは次のように指定された物理アドレスに0xc0000000を追加するだけです。物理アドレスNが仮想アドレスN+0xc0000000になるようにマッピングが設定されているためです。

CPUでアクセスするアドレスには、マッピングが必要です。 MMUをバイパスすることはできません。したがって、128MBのみを管理するマッピングでは不十分です。

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Johan Myréen