在Linux内核中，virt_to_phys和CPU的MMU之间有什么关系？
我正在阅读关于Linux内存管理的文章。我知道
Linux内核负责创建和维护页表，但使用CPU的内存管理单元(MMU)将进程的虚拟内存访问转换为相应的物理内存访问。
但是，我也知道内核可以使用它的一些函数来管理内存，如virt_to_phys()、virt_to_page()、__pa()、.
示例：
static inline unsigned long virt_to_phys(volatile void *address)
{
return __pa(address);
}用于将虚拟地址转换为物理地址。
我对他们很困惑。请告诉我MMU的翻译和内核的翻译之间的关系，并区分它们。
回答 6
Stack Overflow用户
发布于 2015-04-17 20:45:53
在具有虚拟内存的系统中，操作系统内核负责建立物理地址和虚拟地址之间的映射。
但是，当CPU执行访问内存的指令时，CPU执行从进程虚拟地址到物理地址的转换，物理地址指示内存中的实际位置。
您提到的函数可以在内核代码中使用，以便将虚拟地址转换为内核代码中使用的某些地址的物理地址。例如，对于x86目标，您可以看到virt_to_phys在io.h中的定义
/**
* virt_to_phys - map virtual addresses to physical
* @address: address to remap
*
* The returned physical address is the physical (CPU) mapping for
* the memory address given. It is only valid to use this function on
* addresses directly mapped or allocated via kmalloc.
*
* This function does not give bus mappings for DMA transfers. In
* almost all conceivable cases a device driver should not be using
* this function
*/
static inline phys_addr_t virt_to_phys(volatile void *address)
{
return __pa(address);
}如果您遵循__pa(address)的定义，您将看到它最终调用了__phys_addr，定义为：
unsigned long __phys_addr(unsigned long x)
{
if (x >= __START_KERNEL_map) {
x -= __START_KERNEL_map;
VIRTUAL_BUG_ON(x >= KERNEL_IMAGE_SIZE);
x += phys_base;
} else {
VIRTUAL_BUG_ON(x < PAGE_OFFSET);
x -= PAGE_OFFSET;
VIRTUAL_BUG_ON(!phys_addr_valid(x));
}
return x;
}因此，您可以看到内核正在使用偏移量从虚拟地址计算物理地址。根据编译代码的体系结构，翻译将是不同的。正如virt_to_phys的注释所提到的，这只适用于通过kmalloc直接映射或分配的内核中的内存，它不将任意物理地址转换为虚拟地址。该转换依赖于查找页面表映射。
在这两种情况下，作为内核一部分在CPU上执行的实际指令仍将依赖CPU的MMU将它们操作的虚拟地址转换为数据实际上位于内存中的物理地址。
Stack Overflow用户
发布于 2015-04-18 14:19:44
MMU地址转换是一种硬件(Cpu)行为。转换必须完成，因为物理地址是硬件可以用来访问内存的有效地址。另一方面，内核函数(如va_to_pa() )被用来将内核逻辑地址( va )转换为物理地址( pa )，这意味着内核使用物理地址以外的虚拟地址，尽管它只是va和pa之间的常数移位。
内核指令和数据都在一个虚拟地址中，但是内核使用物理地址来做很多事情，比如准备页面表条目，为设备获取dma地址等等。所以内核需要像va_to_pa()这样的函数。
Stack Overflow用户
发布于 2015-04-17 10:49:18
根据我的理解，内核端的任何物理地址的使用都只是为了参考，并且很可能只是为了任何实际的更改/移动而被转换回来。这有很多原因，其中一个原因是内存可能被重新分配给另一个用途，IE将数据从物理内存移动到页文件(磁盘上内存)，或者在物理内存分配中移动，如果需要更多的数据空间。因此，如果内核只是在不告诉您的情况下移动它，那么使用物理地址就不太好了。这里有一个关于这个问题的有趣的地方。 还有更多的细节。
https://stackoverflow.com/questions/29695247
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