读内存初始化代码有感

直接从 start_kernel() 内核引导部分来查找 VMM 相关内容。

可以看到第一个应该关注的函数是setup_arch()，在这个函数当中使用paging_init() 函数来初始化和映射硬件页表（在初始化前已有 8M内存被映射，在这里不做记录），而 paging_init() 则是调用的pagetable_init() 来完成内核物理地址的映射以及相关内存的初始化。在 pagetable_init() 函数中，首先是一些 PAE/PSE/PGE 相关判断与设置，然后使用 kernel_physical_mapping_init() 函数来实现内核物理内存的映射。在这个函数中可以很清楚的看到，pgd_idx 是以PAGE_OFFSET 为启始地址进行映射的，也就是说循环初始化所有物理地址是以 PAGE_OFFSET 为起点的。继续观察我们可以看到在 PMD 被初始化后，所有地址计算均是以 PAGE_OFFSET 作为标记来递增的。分析到这里已经很明显的可以看出，物理地址被映射到以 PAGE_OFFSET开始的虚拟地址空间。这样以上所有疑问就都有了答案。kmalloc() 与__get_free_page() 所分配的物理页面被映射到了 PAGE_OFFSET 开始的虚拟地址，也就是说实际物理地址与虚拟地址有一组一一对应的关系，正是因为有了这种映射关系，对内核以 PAGE_OFFSET 启始的虚拟地址的分配也就是对物理地址的分配（当然这有一定的范围，应该在 PAGE_OFFSET与 VMALLOC_START 之间，后者为 vmalloc() 函数分配内存的启始地址）。
这也就解释了为什么 virt_to_phys() 与 phys_to_virt() 函数的实现仅仅是加/减 PAGE_OFFSET 即可在虚拟地址与物理地址之间转换，正是因为了有了这种映射，且固定不变，所以才不用去查页表进行转换。这也同样回答了开始的问题，即 kmalloc() / __get_free_page() 分配的是物理地址，而返回的则是虚拟地址（虽然这听上去有些别扭）。正是因为有了这种映射关系，所以需要将它们的返回地址减去 PAGE_OFFSET 才可以得到真正的物理地址。

 

参考:http://hi.baidu.com/liu_bin0101/blog/item/959e59d4a1edfa09a08bb78c.html

 

 

特别说明：

感觉看内核代码以及应用编程，他的博客有很好的参考性：

http://hi.baidu.com/liu_bin0101/blog/item/ea3753cbe316cbf553664fa0.html

 

还有一个专门的，不过暂时还没有看明白

http://blog.csdn.net/yrj/archive/2008/05/22/2470868.aspx

 

 

还有这个人的是从启动开始看的而且是对着代码解释的，非常值得参考

http://hi.baidu.com/prettyinsight/blog