linux - ARM Linux内核页表

Question

参考。Linux 内核 ARM 转换表库（TTB0 和 TTB1）

我对上一个链接中讨论的主题有疑问/疑问：

1. 0 到 0xbfffffff 是内存的较低部分（用于用户进程），由 TTB0 中的页表管理，它包含当前进程的页表

   参考。arm/include/asm/pgtable-2level.h : PTRS_PER_PGD =2048, PTRS_PER_PMD =1, PTRS_PER_PTE =512

2. 0xc0000000 到 0xffffffff 是由 TTBR1 中的页表管理/转换的地址空间的上部（操作系统和内存映射 I/O）。TTB1 表的大小和对齐方式是固定的（到 16k）。每个 1 级条目的大小为 32 位，代表 1MB 页面/段。这是swapper_pg_dir（参考System.map）在实际文本地址下方放置 16K 的页表

1. swapper_pg_dir = 0 这是（0x0 到 0xbfffffff 用于用户进程）中的第一个 768 条目和从 768 到 1024（0xc0000000 到 0xffffffff 用于操作系统和内存映射 I/O）的有效条目吗？

2. 有人喜欢在内核空间（内核模块）中分享一些示例代码来浏览这个swapper_pg_dirPGD 吗？

Answer 1

由于 ARM MMU 的设计方式，两个转换表（TTB0 和 TTB1）都只能用于 1:1 映射内核映射。

大多数 Linux 内核都有 3:1 映射（3GB 用户空间：ARM 为 1GB 内核空间）。这意味着 0-0xBFFFFFFF 是用户空间，而 0xC0000000 - 0xFFFFFFFF 是内核空间。

现在对于硬件内存转换，仅使用 TTBR0。TTBR1 只保存初始交换页面的地址（包含所有内核映射），并不真正用于虚拟地址转换。TTBR0 保存当前使用的页目录（HW 用于翻译的页表）的地址。现在每个用户进程都有自己的页表，每次进程切换，TTBR0都会改变当前用户进程的页表（它们都位于内核空间）。

例如，对于每个新的用户进程，内核创建一个新的页目录，将所有内核映射从交换页（页框从 3-4GB）复制到新页表并清除用户页（页框从 0- 3GB）。然后它将 TTB0 设置为此页面目录的基地址并刷新缓存以安装新的地址空间。交换页面也始终与映射的更改保持同步。

对于您的问题：

1. 简而言之，硬件方面的第一级页面有 4096 个条目。每个条目代表 1MB 的虚拟地址，总共 4GB 的内存。条目 0-3071 代表用户空间，条目 3072-4095 代表内核空间。

2. 交换器页面通常位于地址 0xC0004000 - 0xc0008000 （4096 个条目 * 每个条目 4 字节 = 16384 = 16kb in hex = 0x4000 ）。通过检查 0xc0004000-0xc0007000 的内存，您可以找到用户空间（空）的条目，从 0xc0007000-0xc0008000 可以找到内核条目。我在命令行中使用 gdbx /100x 0xc0007000来检查前 100 个内核条目。然后，您可以查看当前平台的技术参考手册，以了解页表属性。

如果你想了解更多关于 Linux 内核的知识，我推荐你使用 Qemu 模拟 Beagleboard 和 gdb 来检查和调试源代码。我这样做是为了了解内核在初始化期间如何构建页表。