虚拟内存与物理内存的映射问题

夕阳下的孤影

在一个32位系统上，假如只有128M的物理内存，因为是低端内存，会与虚拟地址一一映射。
如果使用vmalloc()申请内存时，占用了页帧号为262144（对应1M位置）的一个page，由于该page同时对应于虚拟地址3G+1M=0xC0100000,
那么如果我操作该地址会发生什么问题呢？

nswcfd

一个物理地址被多个虚拟地址映射着，感觉没有什么问题。

夕阳下的孤影

回复 2# nswcfd


    后来想了一下，实际应用中不会出现这种情况，既然通过vmalloc占用了该page，那么我后面再申请内存的时候，就不会再次申请到该页。
如果强行对__va(page_address(page))进行操作的话，应该会出现异常。
你怎么看？

nswcfd

题外话，vmalloc返回虚地址，不去反查vmalloc list的话，怎么得到是哪个page呀？（确切的说是哪些pages）

夕阳下的孤影

回复 4# nswcfd

我这里使用__va(page_address(page))想表达的意思，仅仅是操作已经被占用的一个page，而不是想通过查询vmalloc的链表找到一个page，再使用page得到一个虚拟地址。
对于低端内存是一一映射的，所以__va（）得到的地址，与vmalloc得到的地址肯定是不同的，但是对应同一个物理page。
   

nswcfd

1. #include <linux/kernel.h>
   
2. #include <linux/module.h>
   
3. #include <linux/vmalloc.h>
   
4. #include <linux/err.h>
   
5. void *va;
   
6. int init(void)
   
7. {
   
8.         va = vmalloc(32);
   
9.         printk("va=%p pa=%lx va2=%lx\n", va, __pa(va), __pa(va)+PAGE_OFFSET);
   
10.         if (!va || IS_ERR(va))
    
11.                 return -ENOMEM;
    
12.         *(long *)va = jiffies;
    
13.         *((long *)va + 1) = 0xfacebead;
    
14.         return 0;
    
15. }
    
16. void fini(void)
    
17. {
    
18.         vfree(va);
    
19. }
    
20. module_init(init);
    
21. module_exit(fini);
    
22. MODULE_LICENSE("GPL");

复制代码

crash> log | tail -n 1
va=ffffc2000001a000 pa=41000001a000 va2=ffffc2000001a000

crash> p va
va = $7 = (void *) 0xffffc2000001a000 #跟log的输出吻合

crash> rd 0xffffc2000001a000 2  #以va访问内容
ffffc2000001a000:  0000000104ded138 00000000facebead   8............... #跟程序逻辑一致

crash> kmem -v 0xffffc2000001a000
   VM_STRUCT                 ADDRESS RANGE               SIZE
ffff81003a6cf280  ffffc2000001a000 - ffffc2000001c000    8192  #得到vm_struct的地址  ffff81003a6cf280

crash> * vm_struct.addr,pages,nr_pages ffff81003a6cf280
  addr = 0xffffc2000001a000
  pages = 0xffff81003fd06e60        # struct page **pages
  nr_pages = 1

crash> rd 0xffff81003fd06e60
ffff81003fd06e60:  ffff81000506d838                    8.......        #费了半天功夫就是为了得到page*

crash> * -x page.index ffff81000506d838
  index = 0x3e16                #pfn是0x3e16

crash> kmem ffff81000506d838
      PAGE       PHYSICAL      MAPPING       INDEX CNT FLAGS
ffff81000506d838 29f01000                0     3e16  1 28080000000000        #得到page的物理地址

crash> ptov 29f01000
VIRTUAL           PHYSICAL        
ffff810029f01000  29f01000        #物理地址+PAGE_OFFSET

crash> rd ffff810029f01000 2
ffff810029f01000:  0000000104ded138 00000000facebead   8...............        #内容跟前面是一样的

#最后对比输出一下
crash> rd 0xffffc2000001a000 2
ffffc2000001a000:  0000000104ded138 00000000facebead   8...............
crash> rd 0xffff810029f01000 2
ffff810029f01000:  0000000104ded138 00000000facebead   8...............

夕阳下的孤影

回复 6# nswcfd

好强大，我得慢慢消化一下。
谢谢。


   

夕阳下的孤影

回复 6# nswcfd


从你做的实验来看，通过直接地址再去访问，内核应该不会发生异常。

非常感谢你的回答。   

梦中的人在做梦

linux跳过第一个MB，如果这1M处的页框是内核用到的，那么就会被置为保留，所以也就不会被伙伴系统回收，因此你vmalloc也申请不到此页

夕阳下的孤影

回复 9# 梦中的人在做梦

哥们，那只是随便举了个例子