分类： LINUX
2012-05-16 10:20:11
临时内核映射区属于高端内存中的固定内核映射区中的一部分。当必须创建一个映射而当前的上下文又不能睡眠时，内核提供了临时映射（也就是所谓的原子映射）。有一组保留的映射，他们可以存放新创建的临时映射。内核可以原子地把高端内存中的一个页映射到某个保留的映射中。因此，临时映射可以用在不能睡眠的地方，比如中断处理程序中，因为获取映射时绝不会阻塞。
每个CPU都有他自己的窗口集合，他们用enum km_type数据结构表示。该数据结构中定义的每个符号，如KM_BOUNCE_READ、KM_USER0等标示了窗口的线性地址。
[cpp] view plaincopyprint?
1. enum km_type {
2. KMAP_D(0) KM_BOUNCE_READ,
3. KMAP_D(1) KM_SKB_SUNRPC_DATA,
4. KMAP_D(2) KM_SKB_DATA_SOFTIRQ,
5. KMAP_D(3) KM_USER0,
6. KMAP_D(4) KM_USER1,
7. KMAP_D(5) KM_BIO_SRC_IRQ,
8. KMAP_D(6) KM_BIO_DST_IRQ,
9. KMAP_D(7) KM_PTE0,
10. KMAP_D(8) KM_PTE1,
11. KMAP_D(9) KM_IRQ0,
12. KMAP_D(10) KM_IRQ1,
13. KMAP_D(11) KM_SOFTIRQ0,
14. KMAP_D(12) KM_SOFTIRQ1,
15. KMAP_D(13) KM_SYNC_ICACHE,
16. KMAP_D(14) KM_SYNC_DCACHE,
17. /* UML specific, for copy_*_user - used in do_op_one_page */
18. KMAP_D(15) KM_UML_USERCOPY,
19. KMAP_D(16) KM_IRQ_PTE,
20. KMAP_D(17) KM_NMI,
21. KMAP_D(18) KM_NMI_PTE,
22. KMAP_D(19) KM_TYPE_NR
23. };
在km_type中的每个符号（除了最后一个）都是固定映射的线性地址的一个下标。enum fixed_addressed数据结构包含符号FIX_KMAP_BEGIN和FIX_KMAP_END；把后者的值赋成下标FIX_KMAP_BEGIN+(KM_TYPE_NR*NR_CPUS)-1。在这种方式下，系统中的每个CPU都有KM_TYPE_NR个固定映射的线性地址。
[cpp] view plaincopyprint?
1. enum fixed_addresses {
2. ……
3. FIX_KMAP_BEGIN, /* reserved pte's for temporary kernel mappings */
4. FIX_KMAP_END = FIX_KMAP_BEGIN+(KM_TYPE_NR*NR_CPUS)-1,
5. ……
6. }
临时内核映射的建立
内核调用kmap_atomic()函数
[cpp] view plaincopyprint?
1. 用数学公式来避免混乱，他空间有限且虚拟地址固定，这意味着他映射的内存空间不能被
2. 长时间占用，而不被unmap，在效率上比kmap提升不少，然而他和kmap不是用于统一
3. 场合的，
4. **/
5. void *kmap_atomic(struct page *page, enum km_type type)
6. {
7. return kmap_atomic_prot(page, type, kmap_prot);
8. }
[cpp] view plaincopyprint?
1. /*
2. * kmap_atomic/kunmap_atomic is significantly faster than kmap/kunmap because
3. * no global lock is needed and because the kmap code must perform a global TLB
4. * invalidation when the kmap pool wraps.
5. *
6. * However when holding an atomic kmap it is not legal to sleep, so atomic
7. * kmaps are appropriate for short, tight code paths only.
8. */
9. void *kmap_atomic_prot(struct page *page, enum km_type type, pgprot_t prot)
10. {
11. enum fixed_addresses idx;
12. unsigned long vaddr;
13.
14. /* even !CONFIG_PREEMPT needs this, for in_atomic in do_page_fault */
15. /**原子映射是基于每个cpu的，因此在当前cpu上应用抢占，直到unmap的时候才
16. 开启，这样不会导致原子映射的重入了，
17. */
18. pagefault_disable();
19.
20. if (!PageHighMem(page))
21. return page_address(page);
22.
23. /* 递增type，保证下面公式起作用 */
24. debug_kmap_atomic(type);
25. /*
26. kernel可以在多个cpu上同时运行不同的task，然而他们共同使用一个内存地址空间，
27. 也就是说，内存空间对于多个cpu看到的是同一个，该函数使用的是地址空间中顶部的
28. 一小段地址空间，也就是临时映射区，内核逻辑将这一小段地址空间分成若干各节
29. 每一节的大小是一个页面的大小，可以映射一个页面，根据公用地址空间的原理
30. 所有的cpu共同使用这些节，因此如何能保证N个cpu调用此函数不会将page映射到 一个地址呢，这就是这个数学公式所起到的作用
31. */
32. idx = type + KM_TYPE_NR*smp_processor_id();
33. vaddr = __fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN + idx);
34. /*这里为什么是减法
35. 越靠前的枚举项对应的线性地址越靠后*/
36. BUG_ON(!pte_none(*(kmap_pte-idx)));
37. /*设置pte*/
38. set_pte(kmap_pte-idx, mk_pte(page, prot));
39.
40. return (void *)vaddr;
41. }
[cpp] view plaincopyprint?
1. #define __fix_to_virt(x) (FIXADDR_TOP - ((x) << PAGE_SHIFT))
撤销临时映射
kunmap_atomic()，这个函数减少当前进程的preempt_count;因此，如果在请求临时内核映像之前能抢占内核控制路径，那么在同一个映像被撤销后可以再次抢占。
