LINUX 内核代码备忘录

1.

swapper_pg_dir : Global Page Directory (全局页目录，即最顶层页目录，PGD) 的地址

pgd_index(addr): 宏函数，返回PGD包含的项中，地址字段 值为addr的项的索引。

PAGE_OFFSET：宏函数，返回进程地址空间（线性地址）中kernel所属的地址空间的起始地址，x86_32下是0xc0000000

PAGE_SIZE：宏函数，返回页大小（4096B或2MB）

max_low_pfn：宏函数，返回一个物理内存的页块号，该页块是最后一个由kernel直接进行 逻辑/物理 映射的页块

set_pmd：宏函数，将值写入PMD（Page Middle Directory）中指定的项

__pmd：宏函数，将一个无符号整数值转换成PMD表项类型，即pmd_t

pgprot_val：宏函数，将一个无符号整数转换成__prot类型，该类型保存一个页表/页目录项的保护标志位

__pgprot：宏函数，将一个__prot类型的值转换成一个无符号整数

 

物理内存在4GB以内时，kernel重初始化内核页表的过程。（此时为2级分页PGD->PTE->PF），由于LINUX内核总是使用大页面（即一页面为2MB或4MB，而非常规的4096B），

即PTE->PF（共10+12=22位，4MB）不设置页表，而是直接将内存看作页面。此模式下，PGD共有1024项，其中内核占768～1023项，总计内核寻址空间为256*4MB = 1GB

代码

   
     

    
      
    
      pgd 
    
      =
    
       swapper_pg_dir 
    
      +
    
       pgd_index(PAGE_OFFSET); 
    
      /*
    
       768 
    
      */
    
      
phys_addr 
    
      =
    
       
    
      0x00000000
    
      ;

    
      while
    
       (phys_addr 
    
      <
    
       (max_low_pfn 
    
      *
    
       PAGE_SIZE) ) {
 pmd 
    
      =
    
       one_md_table_init(pgd); 
    
      /*
    
       returns pgd itself 
    
      */
    
      
 set_pmd(pmd, __pmd(phys_addr 
    
      |
    
       pgprot_val( __pgprot(
    
      0x1e3
    
      ))));
 
    
      /*
    
       0x1e3 == Present , Accessed ,Dirty, Read/Write, Page Size, Global 
    
      */
    
      
 phys_addr 
    
      +=
    
       PTRS_PER_PTE 
    
      *
    
       PAGE_SIZE; 
    
      /*
    
       0x400000 
    
      */
    
      
 
    
      ++
    
      pgd;
}
   
     

 

开启PAE(Physical Address Extending)或物理内存大于4GB时，kernel重初始化内核页表的过程。(此时为3级分页PGD->PMD->PTE->PF），在这种情况下，PTE与PF寻址位数为9+12=21，即此时LINUX内核使用2MB大小的页面。此模式下，PDG共4项，其中内核占第三项，PMG共512项，总计内核寻址空间为512*2MB = 1GB

 

代码

   
     

    
      
    
      pgd_idx 
    
      =
    
       pgd_index(PAGE_OFFSET); 
    
      /*
    
       3 
    
      */
    
      

    
      for
    
       (i
    
      =
    
      0
    
      ; i
    
      <
    
      pdg_idx; i
    
      ++
    
      ) 
 set_pgd(swapper_pg_dir 
    
      +
    
       i , __pgd( __pa(empty_zero_page) 
    
      |
    
       
    
      0x001
    
      ) );
 
    
      /*
    
       0x001 == Present 
    
      */
    
      
pgd 
    
      =
    
       swapper_pg_dir 
    
      +
    
       pgd_idx;
phys_addr 
    
      =
    
       
    
      0x00000000
    
      ;

    
      for
    
      ( ; i
    
      <
    
      PTRS_PER_PGD; 
    
      ++
    
      i , 
    
      ++
    
      pgd) {
 pmd 
    
      =
    
       (pmd_t
    
      *
    
      ) alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 set_pgd(pgd, __pa(pmd) 
    
      |
    
       
    
      0x001
    
      ); 
    
      /*
    
       0x001 == Present 
    
      */
    
      
 
    
      if
    
      ( phys_addr 
    
      <
    
       max_low_pfn 
    
      *
    
       PAGE_SIZE) 
 
    
      for
    
      (j
    
      =
    
      0
    
      ; j
    
      <
    
      PTRS_PER_PMD 
    
      &&
    
       hys_addr 
    
      <
    
       max_low_pfn 
    
      *
    
       PAGE_SIZE; 
    
      ++
    
      j) {
 set_pmd(pmd, __pmd(phys_addr 
    
      |
    
       pgprot_val(__pgprot(
    
      0x1e3
    
      ))));
 
    
      /*
    
       0x1e3 == Present , Accessed ,Dirty, Read/Write, Page Size, Global 
    
      */
    
      
 phys_addr 
    
      +=
    
       PTRS_PER_PMD 
    
      *
    
       PAGE_SIZE;
 }
}
swapper_pg_dir[
    
      0
    
      ] 
    
      =
    
       swapper_pg_dir[pgd_idx];