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2019年(3)

我的朋友

分类: LINUX

2019-07-04 11:55:49

一,linux系统处理的地址类型

1,用户虚拟地址:

这是用户空间程序见到的常规地址。每个进程都有自己的虚拟地址空间

2,物理地址

物理地址用于处理器和系统内存之间

3,总线地址

总线地址在外围总线和内存这间使用

4,内核逻辑地址

内核逻辑地址组成了内核的常规地址空间。它一对一的映射部分或全部系统内存。

在大多数架构中,内核逻辑地址与物理地址的不同,仅是它们之间存在一个固定的偏移。

kmalloc 分配的就是逻辑地址,__get_free_pages?

5,内核虚拟地址。

它与内核逻辑地址的不同这处在于,内核虚拟地址不是一一对应到物理地址。

内核虚拟地址空间是连续,但其映射的物理地址可以是离散的。内核逻辑地址是连续的,其它映射的物理地址也是连续的。

vmalloc,kmap返回的是内核虚拟地址。

内核逻辑地址都 是内核虚拟地址,但不是所有内核虚拟地址都是内核逻辑地址。

二,页

物理地址被分成离散单元,每个单元称为一页。页的大小,由宏PAGE_SIZE来表示

三,PAGE_SHIFT,页帧号

内核地址,无论是虚拟的还物理的,其都由两部分组成。往往是高N位是页号,低M位是页内的偏移量。

当我们将地址中的低M位偏移量抛弃不用,高N位的页号,移到右端,得到这个结果称页帧号。


移动位以在页帧数和地址之间转换是一个常用操作。宏PAGE_SHIFT, 告诉我们要右移多少位得到页帧号。





Linux主要采用分页机制来实现虚拟内存管理。内存页的大小为PAGE_SIZE字节,而不是4 KB。在不同的平台上,页大小范围可以是4 KB到64 KB。

关于页号和页内偏移量有关的三个个宏如下:

(1) PAGE_SHIFT 宏


#define PAGE_SHIFT    12   

#define PAGE_SHIFT    13   

#define PAGE_SHIFT    14    

#define PAGE_SHIFT    15   

…………………

作用:PAGE_SHIFT的作用是通过对地址右移PAGE_SHIFT得到一个地址所在页的页号。

(2) PAGE_SIZE 宏

#define PAGE_SIZE       (1UL << PAGE_SHIFT)

我们以 #define PAGE_SHIFT      12为例来说明PAGE_SIZE的大小。

1UL << PAGE_SHIFT 即:0x0000 0001<<12  =  0x0000 1000 = 212 = 4K

页面的大小即为4K。

(3) PAGE_MASK宏

#define PAGE_MASK       (~(PAGE_SIZE-1))

我们以PAGE_SHIFT=12为例来说明PAGE_MASK的值,当PAGE_SHIFT=12时,PAGE_SIZE=4K = 0x0000 1000.

PAGE_SIZE -1 = 0x0000 1000 -1 = 0x0000 0FFF

~(PAGE_SIZE-1) = ~0x0000 0FFF = 0xFFFF F000

也就是说,任何地址与上PAGE_MASK,结果为这个地址所在的页面的页面号。PAGE_MASK用于屏蔽掉偏移量域的所有位,而只剩下页面号域。

总之,得到一个地址所在页面的页号有两种方法,一种方法就是用这个地址与PAGE_MASK相与,相与得到的结果就是页号;第二种方法就是把这个地址右移PAGE_SHIFT,移位的结果就是页号。


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