线性地址与物理地址之间的转换——ULK读书笔记

        为了记录下自己学习Linux内核的历程，决定通过写博客来激励自己。
       逻辑地址：是相对于段而言的，需要段描述符和段内偏移来组成。所有段都从0x00000000开始，只需关注段内偏移即可。而段内偏移的值恰好等于线性地址的值。
       线性地址：是进程使用的地址，虚拟的地址。人为抽象出一大片地址空间给进程使用，为了方便32位地址总线存取，linux内核定义为了4G。
       物理地址：是采用32位总线存取物理内存某个字节时，地址总线上电位的高低。

       分段单元将逻辑地址转换成线性地址，分页单元将线性地址转换成物理地址。此处着重分析后者。
       页表：是和进程的线性地址挂钩的，有其对应的线性地址。常规分页情况下，一个页表项就代表着4G线性地址中特定的4KB空间。
       页：一个数据块，可以存放在任何页框或磁盘中，它是页表项所代表的4KB空间中的数据。
       页框：主存的一部分，物理内存的第一个4KB就是一个页框，有其对应的物理地址。
       页框描述符：内核用于记录每个页框当前的状态。

       4G内任意一个线性地址，查看其前20位可以定位到页表项，通过页表项可以定位到页框，一个页框是4KB大小，正好存放一个页的数据。描述页框对应的页描述符存放在mem_map数组中，页框号对应着该数组的下标。

       virt_to_page宏：根据线性地址得到页描述符。可以根据以下方式获取：线性地址=》页表项=》映射页框物理地址=》页框号pfn=》&mem_map[pfn]。
       page_address函数：根据页描述符得到线性地址。需要分两种情况讨论：
       1. 如果页框不在高端内存，则通过如下公式获取页框映射的线性地址：
            __va((unsigned long)(page – mem_map) << 12)

           页描述符地址减去页描述符数组名得到数组下表，也就是页框号，页框号左移12位得到页框物理地址，再通过__va转换成线性地址。

       2. 如果页框在高端内存，查询page_address_htable散列表，如果在散列表中找到页框，则返回线性地址；如果没有找到，则返回NULL。