内核管理实战之虚地址转换为物理地址

CPU只能访问虚拟内存，而实际的数据都存放在物理内存上面，

这就需要将虚拟内存映射到物理内存上面去，然后在物理内存上获取数

据传送到CPU中进行运算，而这个地址的映射就通过页表来完成的。
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一，linux内核的四级页表。
       内核为什么要设计四级页表呢？主要是为了支持多种硬件平台，

各种CPU提供的硬件支持不一样，还有要支持64位机。内核的4级页表可

以退化为3级页表，还可以退化到2级页表。四级页表也就是把一个虚拟

地址分为了5部分，分别是PGD，PUD，PMD，PTE，offset
示意图如下：

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二，实战，将一个用vmalloc开辟的地址映射为物理地址。

1. static unsigned long vaddr_to_paddr(unsigned long va)
   
2. {
   
3.     pgd_t *pgd;
   
4.     pud_t *pud;
   
5.     pmd_t *pmd;
   
6.     pte_t *pte;
   
7.     unsigned long paddr;
   
8.     unsigned long page_addr;
   
9.     unsigned long page_offset;
   
10. 
    
11.     pgd = pgd_offset(current->mm,va);
    
12.     printk("pgd_val = 0x%lx\n",pgd_val(*pgd));
    
13.     printk("pgd_index = %lu\n",pgd_index(va));
    
14.     if (pgd_none(*pgd)) {
    
15.         printk("not mapped in pgd!\n");
    
16.         return -1;
    
17.     }
    
18. 
    
19.     pud = pud_offset(pgd,va);
    
20.     printk("pud_val = 0x%lx\n",pud_val(*pud));
    
21.     printk("pud_index = %lu\n",my_pud_index(va));
    
22.     if (pud_none(*pud)) {
    
23.         printk("not mapped in pud!\n");
    
24.         return -1;
    
25.     }
    
26. 
    
27.     pmd = pmd_offset(pud,va);
    
28.     printk("pmd_val = 0x%lx\n",pmd_val(*pmd));
    
29.     printk("pmd_index = %lu\n",pmd_index(va));
    
30.     if (pmd_none(*pmd)) {
    
31.         printk("not mapped in pmd!\n");
    
32.         return -1;
    
33.     }
    
34. 
    
35.     pte = pte_offset_kernel(pmd,va);
    
36.     printk("pte_val = 0x%lx\n",pte_val(*pte));
    
37.     printk("pte_index = %lu\n",pte_index(va));
    
38.     if (pte_none(*pte)) {
    
39.         printk("not mapped in pte!\n");
    
40.         return -1;
    
41.     }
    
42.     
    
43. 
    
44.     page_addr = pte_val(*pte) & PAGE_MASK;
    
45.     page_offset = va & ~PAGE_MASK;
    
46.     paddr = page_addr | page_offset;
    
47. 
    
48.     printk("vaddr = %lx,paddr = %lx\n",va,paddr);
    
49.     printk("page_addr = %lx\n",page_addr);
    
50.     
    
51.     return paddr; 
    
52. }

模块运行结果：（环境:linux.2.6.36,intel 32位系统）

1. [263298.365202] pgd_val = 0x5e18067
   
2. [263298.365207] pgd_index = 995
   
3. [263298.365210] pud_val = 0x5e18067
   
4. [263298.365213] pud_index = 0
   
5. [263298.365216] pmd_val = 0x5e18067
   
6. [263298.365218] pmd_index = 0
   
7. [263298.365221] pte_val = 0x63c0163
   
8. [263298.365223] pte_index = 127
   
9. [263298.365226] vaddr = f8c7f000,paddr = 63c0000
   
10. [263298.365229] page_addr = 63c0000

可以看出pud和pmd的偏移量均为0，说明在这儿就只使用了二级页表，

将pud和pmd都“折叠”起来了。代码的过程完全可以由上面的图解释。
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三，模块完整代码
 vaddr_to_paddr.rar   
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