[Linux内存]永久内存映射kmap

一：kmap()和kunmap()函数
永久内核映射允许内核建立高端页框到内核地址空间的长期映射。他使用主内核页表中一个专门的页表，其页表地址存放在pkmap_page_table中，页表包含512项或1024项，
因此，内核一次最多访问2M或4M的高端内存（地址范围是 4G-8M 到 4G-4M 之间，这个地址空间起叫“内核永久映射空间”或者“永久内核映射空间”）。
kmap()和kunmap()函数不能用于中断处理程序，因为其可能会睡眠。

pkmap_count是一个容量为LAST_PKMAP的整数数组，其中每个元素都对应一个持久映射页。
宏定义与关键变量定义：
 pkmap_page_table：高端内存主内核页表中，一个用于永久内核映射的专用页表锁在的地址
 LAST_PKMAP: 上述页表所含有的表项（512或者1024）
 PKMAP_BASE：该页表所映射线性地址的start地址
 pkmap_count：对页表项提供计数器的数组
 page_address_htable：散列表，用于记录高端页框与永久内核映射的线性地址之间的关系
 page_address_map：一个数据结构，包含指向页描述符的指针和分配给页框的线性地址；用于为高端内存的每
      个页框提供当前映射，它被包含在page_address_htable这个hansh表中

内核主要通过以下数据结构来建立物理页page与其在虚拟内存区位置的关联

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1. struct page_address_map {        //页地址映射
2. struct page *page;            //页的描述结构
3. void *virtual;                //页的虚拟地址
4. struct list_head list;           //通过list字段链接到页表池全局链表page_address_pool中或page_address_htable[hash_ptr(page,PA_HASH_ORDER)].lh
5. };
6. 1 void *kmap(struct page* page)
7. 2 {
8. 3     if(!PageHighMem(page))//判断是否是高端内存
9. 4        return page_address(page);
10. 5     return kmap_high(page);
11. 6 }
12. 7
13. 8 void *kmap_high(struct page *page)
14. 9 {
15. 10     unsigned long vaddr;
16. 11     spin_lock(&kmap_lock);//自旋锁
17. 12    vaddr = (unsigned long) page_address(page);
18. 13     if(！vaddr)   //如果该page在虚拟内存中部对应有效的地址，那么调用map_new_virtual()函数进行映射该页，
19. 14         vaddr = map_new_virtual(page);
20. 15     pkmap_count[(vaddr - PKMAP_BASE) >> PAGE_SHIFT]++;//pkamp_count数组包含LAST_PKAMP个计数器
21. 16     spin_unlock(&kmap_lock);
22. 17      return (void *) vaddr;
23. 18 }

二：kmap_atomic()临时内存函数
kmap_atomic()函数主要用于建立临时内存映射，它不能用于可能建立睡眠的代码。