linux - nopage()方法实现

Question

任何人都知道如何在无页面方法中将虚拟地址转换为物理地址。引用设备驱动程序书，nopage 方法给出为，

struct page *simple_vma_nopage(struct vm_area_struct *vma,
                unsigned long address, int *type)
{
    struct page *pageptr;
    unsigned long offset = vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
    unsigned long physaddr = address - vma->vm_start + offset;
    unsigned long pageframe = physaddr >> PAGE_SHIFT;

    if (!pfn_valid(pageframe))
        return NOPAGE_SIGBUS;
    pageptr = pfn_to_page(pageframe);
    get_page(pageptr);
    if (type)
        *type = VM_FAULT_MINOR;
    return pageptr;
}

page_shift 是用于表示虚拟和物理内存地址偏移量的位数。但是偏移变量是什么？如何通过对地址和 vm_start 等虚拟地址变量的算术运算计算出物理地址？

Answer 1

感觉vm_pgoff的文档不是很清楚。这是内存区域第一页在 RAM 中的偏移量。所以如果我们的 RAM 从 0x00000000 开始，我们的内存区域开始在 0x0000A000，然后 vm_pgoff = 10。如果您考虑/重新访问 mmap系统调用然后你可以看到我们传递的“偏移量”是偏移量文件中“长度”字节将被映射的起始字节到内存区域。这个偏移量可以左转为地址将其移动到 PAGE_SHIFT 值 12(即每页大小 4KB)

现在不管cr3寄存器是否用线性地址来物理地址转换与否，当我们说“地址 - vm_start”然后这给出了地址之间部分的大小。例子: vm_start = 0xc0080000 地址 = 0xc0090000

address - vm_start = 0x00010000
physaddr    = (address - vma->vm_start) + offset;
            = 0x00010000 + (10 << PAGE_SHIFT)
            = offset_to_page_that_fault + start_addr_of_memoryRegion_in_RAM  
            = 0x00010000 + 0x0000A000
            = 0x0001A000

现在因为这是物理地址所以我们需要转换为页框右移 PAGE_SHIFT 值即 0x0001A000 >> 12 = 0x1A = 26(十进制)因此，第 26 个页框必须加载来自被映射文件的数据。因此，通过使用 inode 的 struct address_sapce 从磁盘检索数据其中包含页面在磁盘上的位置信息(交换空间)。一旦数据被引入，我们返回代表这个数据的结构页面发生此页面错误的 page_frame。我们将其返回给用户。

这是我对最新的理解，但我没有测试过。