memory - 为什么 x86_64 内核的内存布局中有这么大的虚拟地址

Question

内核的 D​​ocumentation/x86/x86_64/mm.txt 说：

ffff880000000000 - ffffc7ffffffffff (=64 TB) direct mapping of all phys. memory

所以我假设在这个区域中不应该有大于实际物理 DRAM 大小的地址映射。但是在具有 16GB DRAM 和内核 v4.2.8 的 x86_64 PC 上，我从 /sys/kernel/debug/kernel_page_tables 得到了这个结果：

---[ Low Kernel Mapping ]---

......

0xffff88008b3ff000-0xffff88008b400000           4K     RW                 GLB NX pte

0xffff88008b400000-0xffff8800c0000000         844M                               pmd

0xffff8800c0000000-0xffff880100000000           1G                               pud

0xffff880100000000-0xffff880400000000          12G     RW         PSE     GLB NX pud

0xffff880400000000-0xffff88043dc00000         988M     RW         PSE     GLB NX pmd

0xffff88043dc00000-0xffff88043dc25000         148K     RW                 GLB NX pte

0xffff88043dc25000-0xffff88043dc27000           8K     ro                 GLB NX pte

.......

0xffff88045c200000-0xffff88046f000000         302M     RW         PSE     GLB NX pmd

0xffff88046f000000-0xffff880480000000         272M                               pmd

0xffff880480000000-0xffff888000000000         494G                               pud

0xffff888000000000-0xffffc90000000000       66048G                               pgd

您会看到虚拟地址为 0xffff88043dc00000 的页面条目，在此类虚拟地址上使用 virt_to_phys() 将得到 0x43dc00000，这显然是非法的，因为它大于实际的 DRAM 大小（16GB 只是 0x400000000）。

那么这些大型虚拟地址的规则是什么，我怎样才能获得正确的物理地址呢？

多谢！

Answer 1

您的 PC 不仅有 DRAM，还有 ROM（现在是闪存）和 I/O 内存。为了向后兼容，其中的一部分必须映​​射到 20 位和 32 位地址空间，因此 RAM 的最后一部分最终位于 0x400000000 以上的某个地址。

Answer 2

物理地址不仅适用于 RAM。连接到机器的不同设备也有一些物理地址。处理器只需将物理地址放在地址总线上，一个或设备就会响应它。

因此，在您的情况下，这些物理地址可能是某些 IO 设备，例如 ROM（CD ROM 等）。

此外，RAM 的物理地址也可能大于 16GB。只是取决于它放在哪里。