内存管理之页转换 virt_to_page

3项技术:

  1. mmap系统调用可以实现将设备内存映射到用户进程的地址空间。
  2. 使用get_user_pages,可以把用户空间内存映射到内核中。
  3. DMA的I/O操作,使得外设具有直接访问系统内存的能力。

kernel 5.8.11
/arch/x86/include/asm/page.h

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

#define __boot_va(x)		__va(x)
#define __boot_pa(x)		__pa(x)

/*
 * 当且仅当virt_addr_valid(kaddr)返回true时,
 * virt_to_page(kaddr)才返回有效的指针。
 */
#define virt_to_page(kaddr)	pfn_to_page(__pa(kaddr) >> PAGE_SHIFT)
#define pfn_to_kaddr(pfn)      __va((pfn) << PAGE_SHIFT)
extern bool __virt_addr_valid(unsigned long kaddr);
#define virt_addr_valid(kaddr)	__virt_addr_valid((unsigned long) (kaddr))

#endif	/* __ASSEMBLY__ */

有一些函数和宏用来在page结构指针与虚拟地址之间进行转换:

struct page *virt_to_page(void *kaddr); 
//将内核逻辑地址转换为响应的page结构指针。
struct page *pfn_to_page(int pfn);
//针对给定的页帧号,返回page结构指针。
void *page_address(struct page *page); 
//如果地址存在的话,则返回页的内核虚拟地址。
void *kmap(struct page *page); 
//为系统中的页返回内核虚拟地址。
//对于低端内存页,它只返回页的逻辑地址;
//对于高端内存页,kmap在专用的内核地址空间创建特殊的映射。
void kunmap(struct page *page);
//释放由kmap创建的映射。
void *kmap_atomic(struct page *page,enum km_type type);
void kunmap_atomic(void *addr,enum km_type type);
//是kmap的高性能版本。

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