[Linux内存]永久内存映射kmap

浏览数：20 / 时间：2015年06月20日

一：kmap()和kunmap()函数
永久内核映射允许内核建立高端页框到内核地址空间的长期映射。他使用主内核页表中一个专门的页表，其页表地址存放在pkmap_page_table中，页表包含512项或1024项，
因此，内核一次最多访问2M或4M的高端内存（地址范围是 4G-8M 到 4G-4M 之间，这个地址空间起叫“内核永久映射空间”或者“永久内核映射空间”）。
kmap()和kunmap()函数不能用于中断处理程序，因为其可能会睡眠。

pkmap_count是一个容量为LAST_PKMAP的整数数组，其中每个元素都对应一个持久映射页。
宏定义与关键变量定义：
pkmap_page_table：高端内存主内核页表中，一个用于永久内核映射的专用页表锁在的地址
LAST_PKMAP: 上述页表所含有的表项（512或者1024）
PKMAP_BASE：该页表所映射线性地址的start地址
pkmap_count：对页表项提供计数器的数组
page_address_htable：散列表，用于记录高端页框与永久内核映射的线性地址之间的关系
page_address_map：一个数据结构，包含指向页描述符的指针和分配给页框的线性地址；用于为高端内存的每
个页框提供当前映射，它被包含在page_address_htable这个hansh表中

内核主要通过以下数据结构来建立物理页page与其在虚拟内存区位置的关联

[cpp] view plain copy

struct page_address_map { //页地址映射
struct page *page; //页的描述结构
void *virtual; //页的虚拟地址
struct list_head list; //通过list字段链接到页表池全局链表page_address_pool中或page_address_htable[hash_ptr(page,PA_HASH_ORDER)].lh
};
1 void *kmap(struct page* page)
2 {
3 if(!PageHighMem(page))//判断是否是高端内存
4 return page_address(page);
5 return kmap_high(page);
6 }
7
8 void *kmap_high(struct page *page)
9 {
10 unsigned long vaddr;
11 spin_lock(&kmap_lock);//自旋锁
12 vaddr = (unsigned long) page_address(page);
13 if(！vaddr) //如果该page在虚拟内存中部对应有效的地址，那么调用map_new_virtual()函数进行映射该页，
14 vaddr = map_new_virtual(page);
15 pkmap_count[(vaddr - PKMAP_BASE) >> PAGE_SHIFT]++;//pkamp_count数组包含LAST_PKAMP个计数器
16 spin_unlock(&kmap_lock);
17 return (void *) vaddr;
18 }