paging_init

paging_init()
 
 setup.S->start_kernel(void) -> setup_arch -> paging_init()
(1)
   接下来是paging_init,调用下面的pagetable_init,初始化页表然后重新加
载cr3,flush tlb,然后使用kmap_init为kmap_automic使用的变量求值,.....
不算复杂,重要的是free_area_init,初始化了zone-buddy内存管理系统(设置
所有页面都是PG_reserved(free_all_bootmem,负责重置)).
void __init paging_init(void)
{
#ifdef CONFIG_X86_PAE
         set_nx();
         if (nx_enabled)
                 printk("NX (Execute Disable) protection: active\n");
 #endif
 
         pagetable_init();
 
         load_cr3(swapper_pg_dir);
 
 #ifdef CONFIG_X86_PAE
         /*
          * We will bail out later - printk doesn't work right now so
          * the user would just see a hanging kernel.
          */
         if (cpu_has_pae)
                 set_in_cr4(X86_CR4_PAE);
 #endif
         __flush_tlb_all();      //load 了cr3...
 
         kmap_init();
 }
(2)/mm/init.c
swapper_pg_dir 静态分配的
pgd_t swapper_pg_dir[1024];
//删了config_pae的代码
内核在使用虚拟空间:
+------------------------------------------------------------------     
|   8K空洞
+------------------------------------------------------------------
|   FIXADDR_TOP(0xffffe000UL)            (include/asm-i386/fixmap.h)
|   fixed map(每项4k虚存,见FIXADDR_SIZE)      
|      { //fix map 内容 (enum fixed_addresses)
|         FIX_APIC_BASE, 
|     FIX_IO_APIC_BASE_0,
|   FIX_IO_APIC_BASE_END = FIX_IO_APIC_BASE_0 + MAX_IO_APICS-1
|   FIX_CO_CPU, /* Cobalt timer */
|   FIX_CO_APIC, /* Cobalt APIC Redirection Table */ 
|   FIX_LI_PCIA, /* Lithium PCI Bridge A */
|   FIX_LI_PCIB, /* Lithium PCI Bridge B */
+--------------
#ifdef CONFIG_HIGHMEM   /*为fix KMAP预留每cpu 8k的虚存,读写各4k*/
|    FIX_KMAP_BEGIN,  /* 主要用于kmap_atomic*/
|    FIX_KMAP_END = FIX_KMAP_BEGIN+(KM_TYPE_NR*NR_CPUS)-1,
#endif
+--------------
|    __end_of_fixed_addresses
|       }
|   FIXADDR_START (FIXADDR_TOP - FIXADDR_SIZE)
+--------------------------------------------------------------------
|   VMALLOC_END (FIXADDR_START)  (include/asm-i386/pgtable.h)
|       +------------------
|       |  xxxxx: kmap 和 vmalloc 相互重叠,2.6已经修正
|       |     kmap 使用的4M虚存  (asm/highmem.h,LAST_PKMAP)
|       |  PKMAP_BASE (0xfe000000UL) (距离4G 32M)
|       +------------------
|     vmalloc 映射区
|   VMALLOC_START (((unsigned long) high_memory + 2*VMALLOC_OFFSET-1)
|                  & \~(VMALLOC_OFFSET-1)) /*down align 8M */
+--------------------------------------------------------------------
|   约 8M 空洞
+--------------------------------------------------------------------
|   high_memory (见003___arch_i386_mm_ioremap.c 对此的分析)  ..一定映射到内核虚拟空间???,不可以是fixaddr么???
|      内核已经映射了的物理页面 MAX 896M
|
|
|   3G
+--------------------------------------------------------------------
|   resoved for app 0-3G
+--------------------------------------------------------------------

(3) pagetable_init
 static void __init pagetable_init (void)
 {
         unsigned long vaddr;
         pgd_t *pgd_base = swapper_pg_dir;
         /* Enable PSE if available */
         if (cpu_has_pse) {
                 set_in_cr4(X86_CR4_PSE);
         }
 
         /* Enable PGE if available */
         if (cpu_has_pge) {
                 set_in_cr4(X86_CR4_PGE);
                 __PAGE_KERNEL |= _PAGE_GLOBAL;
                 __PAGE_KERNEL_EXEC |= _PAGE_GLOBAL;
         }
 
         kernel_physical_mapping_init(pgd_base);
         remap_numa_kva();
 
         /*
          * Fixed mappings, only the page table structure has to be
          * created - mappings will be set by set_fixmap():
          */
         vaddr = __fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses - 1) & PMD_MASK;
         page_table_range_init(vaddr, 0, pgd_base);    //这里用0,应该是超过了4G,或者2^64,回饶,所以是0 
 
         permanent_kmaps_init(pgd_base);

 }

  /* This maps the physical memory to kernel virtual address space, a total 
  * of max_low_pfn pages, by creating page tables starting from address 
  * PAGE_OFFSET.
  */
 PAGE_OFFSET      0xc0000000
//初始化页目录,页表,,
//1页目录 = 1 * (4k/4) * 4k = 4M,    896M,所以要用掉页目录表中的 896/4 = 225项  
//pse设置话是一页面是4MB了,
//这样
(4) kernel_physical_mapping_init
 static void __init kernel_physical_mapping_init(pgd_t *pgd_base)
 {
         unsigned long pfn;
         pgd_t *pgd;
         pmd_t *pmd;
         pte_t *pte;
         int pgd_idx, pmd_idx, pte_ofs;
 
         pgd_idx = pgd_index(PAGE_OFFSET);   //内核虚拟地址开始处....
         pgd = pgd_base + pgd_idx;
         pfn = 0;
 
         for (; pgd_idx < PTRS_PER_PGD; pgd++, pgd_idx++) {
                 pmd = one_md_table_init(pgd);  //This only returns the pgd entry ,即pmd = pgd..
                 if (pfn >= max_low_pfn)
                         continue;
                 for (pmd_idx = 0; pmd_idx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_low_pfn; pmd++, pmd_idx++) {
                         unsigned int address = pfn * PAGE_SIZE + PAGE_OFFSET;
 
                         /* Map with big pages if possible, otherwise create normal page tables. */
                         if (cpu_has_pse) {
                     
                         } else {
                                 pte = one_page_table_init(pmd);  //获得页表指针,没有则分配页表.设置pgd,(二级,pmd就是pgd)
 
                                 for (pte_ofs = 0; pte_ofs < PTRS_PER_PTE && pfn < max_low_pfn; pte++, pfn++, pte_ofs++) {
                                                 if (is_kernel_text(address))   //是不是内核text
                                                         set_pte(pte, pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_EXEC));
                                                 else
                                                         set_pte(pte, pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL));
                                 }
                         }
                 }
         }
 }
 

  /*
   * Create a page table and place a pointer to it in a middle page
   * directory entry.
   */
  static pte_t * __init one_page_table_init(pmd_t *pmd)
  {
          if (pmd_none(*pmd)) {      //开始时,pmd为none,分配pte_t表...然后建立映射.
                  pte_t *page_table = (pte_t *) alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
                  set_pmd(pmd, __pmd(__pa(page_table) | _PAGE_TABLE));     //设置页面目录.
                  if (page_table != pte_offset_kernel(pmd, 0))
                          BUG();  
  
                  return page_table;
          }
          
          return pte_offset_kernel(pmd, 0);
  }
  
 #define pte_offset_kernel(dir, address) \
         ((pte_t *) pmd_page_kernel(*(dir)) +  pte_index(address))
 #define pmd_page_kernel(pmd) \
                 ((unsigned long) __va(pmd_val(pmd) & PAGE_MASK))
 
(5) page_table_range_init  ,,,没设置pte...因为这是用来映射高端内存的或者别的用途?.要用的时候再设置pte项..而不是永久映射.
 static void __init page_table_range_init (unsigned long start, unsigned long end, pgd_t *pgd_base)
 {
         pgd_t *pgd;
         pud_t *pud;
         pmd_t *pmd;
         int pgd_idx, pmd_idx;
         unsigned long vaddr;
 
         vaddr = start;
         pgd_idx = pgd_index(vaddr);
         pmd_idx = pmd_index(vaddr);
         pgd = pgd_base + pgd_idx;
 
         for ( ; (pgd_idx < PTRS_PER_PGD) && (vaddr != end); pgd++, pgd_idx++) {
                 if (pgd_none(*pgd))               //永远为0..因为pmd总是存在
  /*
   * The "pgd_xxx()" functions here are trivial for a folded two-level
   * setup: the pud is never bad, and a pud always exists (as it's folded
   * into the pgd entry)
   */
  static inline int pgd_none(pgd_t pgd)           { return 0; }

                         one_md_table_init(pgd);    
                 pud = pud_offset(pgd, vaddr);
                 pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
                 for (; (pmd_idx < PTRS_PER_PMD) && (vaddr != end); pmd++, pmd_idx++) {
                         if (pmd_none(*pmd))               //实际上就是页表为空?
                                 one_page_table_init(pmd); //设置页目录项
 
                         vaddr += PMD_SIZE;
                 }
                 pmd_idx = 0;
         }
 }

(6)  permanent_kmaps_init  没设置pte...因为这是用来映射高端内存的.要用的时候再设置pte项
/* *为fix KMAP预留每cpu 8k的虚存,读写各4k*/
  /*
   * Ordering is:
   *
   * FIXADDR_TOP
   *                      fixed_addresses
   * FIXADDR_START
   *                      temp fixed addresses
   * FIXADDR_BOOT_START
   *                      Persistent kmap area
   * PKMAP_BASE
   * VMALLOC_END
   *                      Vmalloc area
   * VMALLOC_START
   * high_memory
   */
  #define PKMAP_BASE ( (FIXADDR_BOOT_START - PAGE_SIZE*(LAST_PKMAP + 1)) & PMD_MASK )

 static void __init permanent_kmaps_init(pgd_t *pgd_base)
 {
         pgd_t *pgd;
         pud_t *pud;
         pmd_t *pmd;
         pte_t *pte;
         unsigned long vaddr;
 
         vaddr = PKMAP_BASE;
         page_table_range_init(vaddr, vaddr + PAGE_SIZE*LAST_PKMAP, pgd_base);  //还是调用上一个函数.设置好,页目录项
 
         pgd = swapper_pg_dir + pgd_index(vaddr);
         pud = pud_offset(pgd, vaddr);
         pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
         pte = pte_offset_kernel(pmd, vaddr); //返回页表指针. 
         pkmap_page_table = pte; 
 }
  #ifdef CONFIG_X86_PAE
  #define LAST_PKMAP 512
  #else
  #define LAST_PKMAP 1024
  #endif

所以kmap可以分配1024*4k= 4M空间.

(7)  atomic 的高端内存...
 static void __init kmap_init(void)
 {
         unsigned long kmap_vstart;
 
         /* cache the first kmap pte */
         kmap_vstart = __fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN);
         kmap_pte = kmap_get_fixmap_pte(kmap_vstart);
 
         kmap_prot = PAGE_KERNEL;
 }

(8)vmalloc的区间没有建立映射..
应该vmalloc时建立映射.

你可能感兴趣的:(paging)