Linux 커널에는 자체 페이지 테이블이 있습니까?

당신 말이 맞아요. 프로세스의 VM은 사용자 주소 공간과 커널 주소 공간으로 구성됩니다. 모든 프로세스의 커널 주소 공간은 동일하지만 액세스로부터 보호됩니다. 2/2 또는 3/1 메모리 분할(x32로 시작)에 대해 들어본 적이 있다면 이는 GB 단위의 사용자/커널 메모리 양입니다. 따라서 4GB 주소 공간을 사용하면 프로세스에 3G를 할당하고 커널에 1G를 할당할 수 있습니다.

이에 대한 답변과 기타 많은 질문에 답해 줄 "Linux 커널 이해"라는 책을 읽어 보시기 바랍니다.

"페이지 테이블"은 실제로 트리 구조입니다. 예를 들어"4단계 페이지 테이블"[LWN.net, 2004].

최상위 수준은 단일 페이지(4096바이트)입니다. 커널 범위를 매핑하는 항목은 모든 프로세스에서 동일한 값으로 설정되므로 공유됩니다. 커널 임시 매핑은 트리의 하위 수준에서 발생하므로 각 프로세스 페이지 테이블을 개별적으로 수정하는 대신 공유 커널 페이지 테이블 내부만 수정하면 됩니다.

적어도 그것은 나의 일반적인 개요입니다. 나는 모든 단어를 가지고 있지 않습니다.

위의 내용은 내 답변에서 교차 게시되었습니다.https://unix.stackexchange.com/a/513184/29483

저도 같은 문제가 있어서 제가 찾은 결과를 공유하고 싶습니다. 컴퓨터 아키텍처에 따라 다릅니다.

ARM 프로세서- 두 개의 서로 다른 테이블을 지원할 수 있습니다.

한마디로 2개다페이지 테이블 기본 레지스터또 다른 제어 레지스터는 주소 공간을 분할하는 데 사용됩니다. PTBR 중 하나는 커널에서 사용할 수 있고 다른 하나는 실행 중인 사용자 프로세스에서 사용할 수 있습니다. ARM은 다음 레지스터를 호출합니다. TTBR1/TTBR2(변환 테이블 기본 주소 레지스터) 및 TTBCR(변환 테이블 기본 주소 제어 레지스터)

x86 프로세서- (하드웨어) 지원이 제공되지 않습니다. x86 프로세서에는CR3현재 페이지 테이블 주소를 보유하는 레지스터입니다.

하지만, 커널 페이지 테이블의 중복은 실제로 페이지 테이블 디렉토리의 첫 번째 수준에 있는 각 프로세스에만 존재합니다. 가상 주소의 커널 부분(최상위 페이지 테이블)에 대한 모든 가상 페이지 테이블 항목은 다음을 가리킵니다.동일한레벨 2 페이지 테이블은 다른 프로세스에 대한 최상위 페이지 테이블 역할을 합니다.

의미: 오직반최상위 페이지 테이블(다음과 같이 설계됨)최대단일 페이지 프레임)은 실제로 중복됩니다.

이는 2018년에 발표된 Meltdown 보안 취약점과도 관련이 있습니다. 커널 페이지 테이블은 각 가상 주소 공간에 매핑되어 각 프로세스의 페이지 테이블에 나타나기 때문에 경쟁 조건을 통해 사용자 공간 코드는 해당 프로세스의 페이지 테이블에서 액세스 가능한 모든 메모리를 읽을 수 있습니다. 페이지 테이블(예: 커널 메모리) 해결책은 구현하는 것입니다.커널 페이지 테이블 격리:

KPTI는 사용자 공간과 커널 공간 페이지 테이블을 완전히 분리하여 이러한 누수 문제를 해결합니다. 페이지 테이블 세트에는 이전과 동일한 커널 공간 및 사용자 공간 주소가 포함되지만 시스템이 커널 모드에서 실행될 때만 사용됩니다. 사용자 모드에 사용되는 두 번째 페이지 테이블 세트에는 시스템 호출, 인터럽트 및 예외를 시작하거나 종료하는 데 필요한 정보를 제공하는 사용자 공간 복사본과 최소 커널 공간 맵 세트가 포함되어 있습니다.

이것은 흥미로운 질문이고 제가 궁금한 질문입니다. 나는 다음과 같은 조건 하에서 이 질문에 대답하려고 노력할 것입니다.

• 커널 버전 5.10.7
• 아치 x86
• CONFIG_PGTABLE_LEVELS2입니다(보조 페이지 테이블 사용).
• 커널 주소 공간은 1G입니다.

각 프로세스에 대해 첫 번째 레벨 페이지 테이블을 "페이지 전역 디렉토리" 또는 pgd. 인덱스 #768부터 인덱스 #1023까지의 항목 pgd은 커널 주소를 매핑하는 데 사용됩니다. 각 프로세스에는 고유한 4K 바이트 페이지가 있습니다 pgd. 예, 귀하의 질문에 대해 #768에서 #1023까지의 항목은 pgd동일하며 각 프로세스에 대해 반복됩니다. 그러나 이는 극히 일부일 뿐입니다. 커널의 보조 페이지 테이블은 여전히 ​​모든 프로세스에서 공유됩니다.

첫 번째 레벨 페이지 테이블(pgd)의 반복 부분이 어떻게 생성되는지 이해하려면 arch/x86/mm/pgtable.c해당 기능 을 참조하십시오 .pgd_ctor()