有关linux内核地址的一个疑问__movl_eax_linux_initial_page_table_理地址_

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有关linux内核地址的一个疑问

来源: 互联网发布时间：2017-05-17

本文导语: 最近看linux内核启动过程，有一点疑问想不明白，只好来求助了。问题如下：首先linux中，进程虚拟地址空间的3G-4G是内核空间，映射到物理地址的0地址。并且 linux内核编译出来以后，可执行代码中的地址都是虚拟地址， ...

最近看linux内核启动过程，有一点疑问想不明白，只好来求助了。
问题如下：
首先linux中，进程虚拟地址空间的3G-4G是内核空间，映射到物理地址的0地址。
并且 linux内核编译出来以后，可执行代码中的地址都是虚拟地址，也就是说地址都大于0xc0000000, 目标是要内核映象在虚拟内核空间中运行，这个也没问题。
我知道linux启动的时候，会开启分页功能，但在开启分页功能之前，仍会有一段代码运行在没有分页功能的状态下，这个时候linux内核代码中的指令不就无法正常寻址了吗？（因为分页没开启的时候线性地址就是物理地址，而内核并不在0xc0000000的位置上）

这个问题大多数初学者都有类似的疑问。我大致回答一下，没有研究过内核启动，大致过程应该是正确的.
1.把内核加载到内存中
2.跳转到内核的加载地址处，这个跳转地址是0x10000这样的吧.
3.开始运行位置无关的代码,什么是位置无关的代码,看看汇编语言上都有介绍
4.把内核物理地址映射到0开始和0xc0000000开始两个位置
5.这时开不开分页单元都可以正常访问内核代码
6.内核初始化之后，就可以运行位置相关的代码了

  

  80/*

  81 * 32-bit kernel entrypoint; only used by the boot CPU.  On entry,

  82 * %esi points to the real-mode code as a 32-bit pointer.

  83 * CS and DS must be 4 GB flat segments, but we don't depend on

  84 * any particular GDT layout, because we load our own as soon as we

  85 * can.

  86 */

  87__HEAD

  88ENTRY(startup_32)

  89        movl pa(stack_start),%ecx

  90        

  91        /* test KEEP_SEGMENTS flag to see if the bootloader is asking

  92                us to not reload segments */

  93        testb $(1 20);

 209

 210        movl $pa(__brk_base), %edi

 211        movl $pa(initial_page_table), %edx

 212        movl $PTE_IDENT_ATTR, %eax

 21310:

 214        leal PDE_IDENT_ATTR(%edi),%ecx          /* Create PDE entry */

 215        movl %ecx,(%edx)                        /* Store identity PDE entry */

 216        movl %ecx,page_pde_offset(%edx)         /* Store kernel PDE entry */

 217        addl $4,%edx

 218        movl $1024, %ecx

 21911:

 220        stosl

 221        addl $0x1000,%eax

 222        loop 11b

 223        /*

 224         * End condition: we must map up to the end + MAPPING_BEYOND_END.

 225         */

 226        movl $pa(_end) + MAPPING_BEYOND_END + PTE_IDENT_ATTR, %ebp

 227        cmpl %ebp,%eax

 228        jb 10b

 229        addl $__PAGE_OFFSET, %edi

 230        movl %edi, pa(_brk_end)

 231        shrl $12, %eax

 232        movl %eax, pa(max_pfn_mapped)

 233

 234        /* Do early initialization of the fixmap area */

 235        movl $pa(initial_pg_fixmap)+PDE_IDENT_ATTR,%eax

 236        movl %eax,pa(initial_page_table+0xffc)

把0x00000000一直到内核结束这部分的物理地址分别映射到从0x00000000和从0xC0000000开始的对应虚拟地址，打个比方说,虚拟地址0x00000001和0xC0000001都映射到同样的物理地址0x00000001处。

最后开启分页

 

 387/*

 388 * Enable paging

 389 */

 390        movl $pa(initial_page_table), %eax

 391        movl %eax,%cr3          /* set the page table pointer.. */

 392        movl $CR0_STATE,%eax

 393        movl %eax,%cr0          /* ..and set paging (PG) bit */

 394        ljmp $__BOOT_CS,$1f     /* Clear prefetch and normalize %eip */

 3951:

 396        /* Shift the stack pointer to a virtual address */

 397        addl $__PAGE_OFFSET, %esp

可以看到，直到最后开启分页前，还是用pa宏来访问物理地址，当开启分页后，内核会用一个长跳转跳转到内核空间，这时候，因为对应的页表已经建立，可以使用虚拟地址了，后面也就不需要使用pa宏了。