由于X86平台上面,内存是划分为低端内存和高端内存的,所以在两个区域内的page查找对应的虚拟地址是不一样的。

一. x86上关于page_address()函数的定义

在include/linux/mm.h里面,有对page_address()函数的三种宏定义,主要依赖于不同的平台:

首先来看看几个宏的定义:
CONFIG_HIGHMEM:顾名思义,就是是否支持高端内存,可以查看config文件,一般推荐内存超过896M的时候,才配置为支持高端内存。
WANT_PAGE_VIRTUAL:X86平台是没有定义的。
所以下面的HASHED_PAGE_VIRTUAL在支持高端内存的i386平台上是有定义的

#if defined(CONFIG_HIGHMEM) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)
#define HASHED_PAGE_VIRTUAL
#endif

1.//所以这里是假的,page_address()在i386上不是在这里定义的


    #if defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)

    #define page_address(page) ((page)->virtual)

    #define set_page_address(page, address) \\
    do { \\
    (page)->virtual = (address); \\
    } while(0)
    #define page_address_init() do { } while(0)
    #endif

2.//在没有配置CONFIG_HIGHMEM的i386平台上,page_address是在这里定义的

#if !defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL) && !defined(WANT_PAGE_VIRTUAL)

#define page_address(page) lowmem_page_address(page)

#define set_page_address(page, address) do { } while(0)

#define page_address_init() do { } while(0)

#endif

3.//所以支持高端内存的i386平台上,page_address()是在这里定义的

#if defined(HASHED_PAGE_VIRTUAL)

    void *page_address(struct page *page);

    void set_page_address(struct page *page, void *virtual);

    void page_address_init(void);

    #endif

二. 在低端内存中的page对应的page_address()的实现
在没有配置CONFIG_HIGHMEM的i386平台上,page_address()是等同于lowmem_page_address():

#define page_address(page) lowmem_page_address(page)

static __always_inline void *lowmem_page_address(struct page *page)
{
return __va(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT);
}

#define page_to_pfn(page) ((unsigned long)((page) - mem_map) + \
                                 ARCH_PFN_OFFSET)

 

#define __va(x) ((void *)((unsigned long)(x) + PAGE_OFFSET))

我们知道,在小于896M(低端内存)的物理地址空间和3G--3G+896M的线性地址空间是一一对应映射的,所以我们只要知道page所对应的物理地址,就可以知道这个page对应的线性地址空间(pa+PAGE_OFFSET)。
那如何找一个page对应的物理地址呢?我们知道物理内存按照大小为(1<<PAGE_SHIFT)分为很多个页,每个这样的页就对应一个struct
page *
page结构,这些页描述结构存放在一个称之为mem_map的数组里面,而且是严格按照物理内存的顺序来存放的,也就是物理上的第一个页描述结构,作为mem_map数组的第一个元素,依次类推。所以,每个页描述结构(page)在数组mem_map里的位置在乘以页的大小,就可以得到该页的物理地址了。上面的代码就是依照这个原理来的:
page_to_pfn(page)函数就是得到每个page在mem_map里的位置,左移PAGE_SHIFT就是乘以页的大小,这就得到了该页的物理地址。这个物理地址加上个PAGE_OFFSET(3G)就得到了该page的线性地址了

在低端内存中(小于896M),通过页(struct page * page)取得虚拟地址就是这样转换的。

三. 在高端内存中的page对应的page_address()的实现:

在有配置CONFIG_HIGHMEM的i386平台上,page_address是在mm/highmem.c里面实现的:


/**
* page_address - get the mapped virtual address of a page
* @page: &struct page to get the virtual address of
*
* Returns the page\'s virtual address.
*/
void *page_address(struct page *page)
{

unsigned long flags;
void *ret;
struct page_address_slot *pas;

if (!PageHighMem(page)) //判断是否属于高端内存,如果不是,那么就是属于低 
                         端内
存的,通过上面的方法可以直接找到
    return lowmem_page_address(page);

pas = page_slot(page); //见下分析,pas指向page对应的page_address_map结构所在的链表表头

ret = NULL;
spin_lock_irqsave(&pas->lock, flags);
if (!list_empty(&pas->lh)) {
struct page_address_map *pam;

list_for_each_entry(pam, &pas->lh, list) {
if (pam->page == page) {

ret = pam->virtual;
goto done;

}

}

}
done:
spin_unlock_irqrestore(&pas->lock, flags);
return ret;

}

在高端内存中,由于不能通过像在低端内存中一样,直接通过物理地址加PAGE_OFFSET得到线性地址,所以引入了一个结构叫做
page_address_map结构,该结构保存有每个page(仅高端内存中的)和对应的虚拟地址,所有的高端内存中的这种映射都通过链表链接起来,这个结构是在高端内存映射的时候建立,并加入到链表中的。

/*
* Describes one page->virtual association
*/
struct page_address_map {
struct page *page; //page
void *virtual; //虚拟地址
struct list_head list; //指向下一个该结构
};

又因为如果内存远远大于896M,那么高端内存中的page就比较多((内存-896M)/4K个页,假设页大小为4K),如果只用一个链表来表示,那么查找起来就比较耗时了,所以这里引入了HASH算法,采用多个链表,每个page通过一定的hash算法,对应到一个链表上,总够有128个链表:

/*
* Hash table bucket
*/
static struct page_address_slot {
struct list_head lh; // List of page_address_maps 指向一个  

                     //page_address_map结构 链表
spinlock_t lock; /* Protect this bucket\'s list */ 
}page_address_htable[1<<PA_HASH_ORDER];

PA_HASH_ORDER=7, 所以一共有1<<7(128)个链表,每一个page通过HASH算法后对应一个 page_address_htable链表, 然后再遍历这个链表来找到对应的PAGE和虚拟地址。
page通过HASH算法后对应一个 page_address_htable链表的代码如下:

static struct page_address_slot *page_slot(struct page *page)
{
return &page_address_htable[hash_ptr(page, PA_HASH_ORDER)];
}

hash_ptr(val, bits)函数在32位的机器上是一个很简单的hash算法,就是把val乘一个黄金值 GOLDEN_RATIO_PRIME_32,在把得到的结果(32位)取高 bits位 (这里就是7位)作为哈希表的索引

static inline u32 hash_32(u32 val, unsigned int bits)
{
/* On some cpus multiply is faster, on others gcc will do shifts */
u32 hash = val * GOLDEN_RATIO_PRIME_32;

/* High bits are more random, so use them. */
return hash >> (32 - bits);
}

这样pas = page_slot(page)执行过后,pas就指向该page对应的page_address_map结构所在的链表的表头。
然后再遍历这个链表,就可以找到对应的线性地址(如果存在的话),否则就返回NULL

list_for_each_entry(pam, &pas->lh, list) {
   if (pam->page == page) {
      ret = pam->virtual;
      goto done;
   }
}

page_address()函数分析的更多相关文章

  1. page_address()函数分析--如何通过page取得虚拟地址

    由于X86平台上面,内存是划分为低端内存和高端内存的,所以在两个区域内的page查找对应的虚拟地址是不一样的. 一. x86上关于page_address()函数的定义 在include/linux/ ...

  2. split(),preg_split()与explode()函数分析与介

    split(),preg_split()与explode()函数分析与介 发布时间:2013-06-01 18:32:45   来源:尔玉毕业设计   评论:0 点击:965 split()函数可以实 ...

  3. string函数分析

    string函数分析string函数包含在string.c文件中,经常被C文件使用.1. strcpy函数原型: char* strcpy(char* str1,char* str2);函数功能: 把 ...

  4. start_amboot()函数分析

    一.整体流程 start_amboot()函数是执行完start.S汇编文件后第一个C语言函数,完成的功能自然还是初始化的工作 . 1.全局变量指针r8设定,以及全局变量区清零 2.执行一些类初始化函 ...

  5. uboot的jumptable_init函数分析

    一.函数说明 函数功能:安装系统函数指针 函数位置:common/exports.c 二.函数分析 void jumptable_init (void) { int i; gd->jt = (v ...

  6. Linux-0.11内核源代码分析系列:内存管理get_free_page()函数分析

    Linux-0.11内存管理模块是源码中比較难以理解的部分,如今把笔者个人的理解发表 先发Linux-0.11内核内存管理get_free_page()函数分析 有时间再写其它函数或者文件的:) /* ...

  7. 31.QPainter-rotate()函数分析-文字旋转不倾斜,图片旋转实现等待

    在上章和上上上章: 28.QT-QPainter介绍 30.QT-渐变之QLinearGradient. QConicalGradient.QRadialGradient 学习了QPainter基础绘 ...

  8. 如何验证一个地址可否使用—— MmIsAddressValid函数分析

    又是一篇内核函数分析的博文,我个人觉得Windows的内核是最好的老师,当你想实现一个功能之前可以看看Windows内核是怎么做的,说不定就有灵感呢:) 首先看下官方的注释说明: /*++ Routi ...

  9. STM32F10X固件库函数——串口清状态位函数分析

    STM32F10X固件库函数——串口清状态位函数分析 最近在测试串口热插拔功能的时候,意外发现STM32F10X的串口库函数中,清理串口状态位函数稍稍有点不解.下面是改函数的源码: /******** ...

随机推荐

  1. Java 解析Excel文件为JSON

    Excel转Json的需求 反正我对SSM基本不会的情况下来到现在这家公司,都是90后,感觉很好.第二天就给我开发任务,就是把用户上传的Excel文件转成JSON返回给前台用于大屏的数据展示. 解决方 ...

  2. 支持按行号区域文本选择的NotePad++插件开发

    近期发现NotePad++不支持按行号区间的文本复制,就想自己动手开发一个NotePad++插件,支持输入起始行号和结束行号,然后复制该区域的文本到新文档或者拷贝到系统剪切板,方便文本的操作. 效果例 ...

  3. 【Other】最近在研究的, Java/Springboot/RPC/JPA等

    我的Springboot框架,欢迎关注: https://github.com/junneyang/common-web-starter Dubbo-大波-服务化框架 dubbo_百度搜索 Dubbo ...

  4. 25个iptables常用示例

    本文将给出25个iptables常用规则示例,这些例子为您提供了些基本的模板,您可以根据特定需求对其进行修改调整以达到期望. 格式 iptables [-t 表名] 选项 [链名] [条件] [-j ...

  5. SecureRandom-随机数的生成

    随机数:算法+种子 随机数据不随机 学习了:https://www.cnblogs.com/deng-cc/p/8064481.html StringBuffer buffer = new Strin ...

  6. 两条Find指令

    # 列出所有包括a@b.c内容的xml文件 find / -type f -name "*.xml" | xargs grep "a@b.c" # 列出/opt ...

  7. 相似qq的IM聊天应用源代码

    这个是IM聊天应用源代码,该应用IM支持实现XMPP,以及图片和表情,语音.消息回执等功能,基本覆盖了常见的im应用的功能了,大家能够參考一下吧. 源代码下载:http://code.662p.com ...

  8. Android Bundle存储数据类型

    曾经被问到这样一个问题:Bundle能存哪些数据类型,不能存哪些数据类型? 当时那个汗啊,因为,平常使用Bundle,要么使用基本数据类型,要么序列化自定义的Class,那到底能存哪些类型,不能存哪些 ...

  9. 如何在hosts文件添加自己想要解析的网站?及修改hosts的作用

    http://union.zhuna.cn/help/144.asp 在Windows2003/XP系统中位于C:\Winnt\System32\Drivers\Etc 目录中,找到host文件. 首 ...

  10. webpack配置上线地址

    webpack配置上线地址主要使用output配置项下的publicPath. webpack.config.js配置文件为: var htmlWebpackPlugin = require('htm ...