Linux x86: 在受保护的内核模式下，实模式地址 space 映射到哪里？
Linux x86: Where is the real mode address space mapped to in protected kernel mode?
在 x86 平台上的 Linux 运行 中，实模式地址 space 在受保护的内核模式下映射到哪里？在内核模式下，线程可以直接访问内核地址space。内核在低8MB，页面table在某个位置等（如描述here). But where does the real mode address space go? Can it be accessed directly? For example the BIOS and BIOS addons (See here）？
（我的x86-fu有点弱。我会添加一些标签，以便其他人可以（希望）纠正我，如果我有任何谎言。）
物理地址在实模式和保护模式下是一样的。唯一的区别在于如何从指令中指定的地址（偏移量）获取物理地址：
在实模式下，物理地址基本就是(segment_reg << 4) + offset.
保护模式下，物理地址为translate_via_page_table([segment_reg] + offset).
[segment_reg] 是指段的基地址，在 Global or Local Descriptor Table 中查找 segment_reg 中的偏移量。 translate_via_page_table() 表示通过分页完成地址转换（如果启用）。
正在查找 here, it seems the BIOS ROM appears at physical addresses 0x000F0000-0x000FFFFF. To get at that memory in protected mode with paging, you would have to map it into the virtual address space somewhere by setting up correct page table 个条目。假设 4 KB 页（通常情况），映射整个范围应该需要 16 ((0xFFFFF-0xF0000+1)/4096) 个条目。
要了解 Linux 内核如何做事，您可以查看例如/dev/mem实现了允许读取任意物理地址。实现在drivers/char/mem.c.
以下命令（来自 this answer）将转储内存范围 0xC0000-0xFFFFF（这意味着它也包括视频 BIOS，根据上面链接的内存映射）：
$ dd if=/dev/mem bs=1k skip=768 count=256 > bios
1024*768 = 0xC0000，和 1024*(768+256) - 1 = 0xFFFFF，这给出了预期的物理内存范围。
稍微跟踪一下，drivers/char/mem.c 中的 read_mem() 调用 xlate_dev_mem_ptr()，它在 [= 中具有特定于 x86 的实现45=]arch/x86/mm/ioremap.c。如果需要，该函数中的 ioremap_cache() 调用似乎负责页面中的映射。
请注意，顺便说一句，BIOS 例程不会在保护模式下工作。他们假设 CPU 在实模式下是 运行。
对于 Linux x86 32 位，物理 RAM 的第一个 896MB 映射到从虚拟地址 0xC0000000 到 0xF7FFFFFF 开始的连续虚拟内存块。从 0xF8000000 到 0xFFFFFFFF 的虚拟地址被动态分配给物理内存的各个部分，因此内核可以将 128MB 的 window 映射到超出物理内存的任何部分896MB 限制。
内核本身加载到 1MB 及以上的物理地址，第一个 MB 空闲。例如，第一个 MB 用于拥有 ISA 设备需要的 DMA 缓冲区，因为它们使用 8237 DMA 控制器，只能映射到此类地址。
因此，从虚拟内存地址 0xC0000000 读取实际上是从物理地址 0x00000000 读取（前提是内核已将该页面标记为存在）
在 x86 平台上的 Linux 运行 中，实模式地址 space 在受保护的内核模式下映射到哪里？在内核模式下，线程可以直接访问内核地址space。内核在低8MB，页面table在某个位置等（如描述here). But where does the real mode address space go? Can it be accessed directly? For example the BIOS and BIOS addons (See here）？
（我的x86-fu有点弱。我会添加一些标签，以便其他人可以（希望）纠正我，如果我有任何谎言。）
物理地址在实模式和保护模式下是一样的。唯一的区别在于如何从指令中指定的地址（偏移量）获取物理地址：
在实模式下，物理地址基本就是
(segment_reg << 4) + offset.保护模式下，物理地址为
translate_via_page_table([segment_reg] + offset).
[segment_reg] 是指段的基地址，在 Global or Local Descriptor Table 中查找 segment_reg 中的偏移量。 translate_via_page_table() 表示通过分页完成地址转换（如果启用）。
正在查找 here, it seems the BIOS ROM appears at physical addresses 0x000F0000-0x000FFFFF. To get at that memory in protected mode with paging, you would have to map it into the virtual address space somewhere by setting up correct page table 个条目。假设 4 KB 页（通常情况），映射整个范围应该需要 16 ((0xFFFFF-0xF0000+1)/4096) 个条目。
要了解 Linux 内核如何做事，您可以查看例如/dev/mem实现了允许读取任意物理地址。实现在drivers/char/mem.c.
以下命令（来自 this answer）将转储内存范围 0xC0000-0xFFFFF（这意味着它也包括视频 BIOS，根据上面链接的内存映射）：
$ dd if=/dev/mem bs=1k skip=768 count=256 > bios
1024*768 = 0xC0000，和 1024*(768+256) - 1 = 0xFFFFF，这给出了预期的物理内存范围。
稍微跟踪一下，drivers/char/mem.c 中的 read_mem() 调用 xlate_dev_mem_ptr()，它在 [= 中具有特定于 x86 的实现45=]arch/x86/mm/ioremap.c。如果需要，该函数中的 ioremap_cache() 调用似乎负责页面中的映射。
请注意，顺便说一句，BIOS 例程不会在保护模式下工作。他们假设 CPU 在实模式下是 运行。
对于 Linux x86 32 位，物理 RAM 的第一个 896MB 映射到从虚拟地址 0xC0000000 到 0xF7FFFFFF 开始的连续虚拟内存块。从 0xF8000000 到 0xFFFFFFFF 的虚拟地址被动态分配给物理内存的各个部分，因此内核可以将 128MB 的 window 映射到超出物理内存的任何部分896MB 限制。
内核本身加载到 1MB 及以上的物理地址，第一个 MB 空闲。例如，第一个 MB 用于拥有 ISA 设备需要的 DMA 缓冲区，因为它们使用 8237 DMA 控制器，只能映射到此类地址。
因此，从虚拟内存地址 0xC0000000 读取实际上是从物理地址 0x00000000 读取（前提是内核已将该页面标记为存在）