2016.8.2

高端内存映射方式

　　高端内存映射分为三种：永久映射、临时映射和非连续动态内存映射。高端内存一般是指896MB以上的页框，这段区间内核一般不能直接访问。

　　1.永久映射

　　　　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。它们使用主内核页表中的一个专门的页表，其地址存放在pkmap_page_table变量中，该页表映射的线性地址从PKMAP_BASE开始，LAST_PKMAP（32位系统是512,64位系统是1024）决定其表的项数，pkmap_count数组包含LAST_PKMAP个计数器。计数器有三种情况：

计数器=0，表示对应的页表项没有映射到任何高端内存页框，且是可用的
计数器=1，表示对应的页表项没有映射到任何高端内存页框，但是是不用的，因为从它最后一次使用以来，其相应的TLB表项还为被刷新
计数器=n，表示相应的页表项映射到一个高端内存页框，这表明正好有n-1个内核成分在使用这个页框

　　.../arch/x86/include/asm/pgtable_32_types.h

 40 #define PKMAP_BASE ((FIXADDR_START - PAGE_SIZE * (LAST_PKMAP + 1))      \41                     & PMD_MASK)

.../linux/mm/highmem.h

126 static int pkmap_count[LAST_PKMAP];

　　高端内存页框与永久内核映射包含的线性地址的关系存放在page_address_htable散列表中，该表包含了一个page_address_map数据结构，用于每个页框的映射

static struct page_address_map {
struct page *page; 
void *virtual;
struct list_head list;
} page_address_maps[LAST_PKMAP];

　　如何建立永久内核映射呢？可以使用kmap()/kunmap()函数建立，不能用于中断处理程序和可延迟函数：

void *kmap(struct page *page)
{
/* 判断是不是高端内存 */
if (!PageHighMem(page))
return page_address(page);
 might_sleep();
/* 建立映射 */
return kmap_high(page);
}

2.临时映射
　　临时映射可以用在中断处理程序和可延迟函数，留给临时映射的页框是很少的。一般调用kmap_atomic()函数进行临时映射，一般是FIXADDR_START-FIXADDR_TOP的区间。

3.非连续动态内核映射
　　非连续内核映射，一般是从PAGE_OFFSET开始的，使用VMALLOC()/VMAP()进行映射。

　　小记：内核页表是从0xc0000000开始的1G大小的范围，但是内核页表也必须把0xc0000000开始的线性地址转换成从0开始的物理地址，内核的1G线性地址可以访问4G的物理地址，
而用户则不能直接访问物理地址，那么内核如何访问4G的物理地址呢？必须设定一个规则，物理内存也有分类：zone_dma、zone_normal、zone_highmem。zone_dma是访问速度最
快的，所以一般希望映射到这块内存，zone_normal也可以直接访问，所以就有了0-896MB的一一映射，而高于896MB的物理地址则不能直接访问。