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

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

 

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];