文章目录
- 1. 用户虚拟地址转换成物理地址
- 2. 内核虚拟地址转换成物理地址
- 3. 物理地址转换成内核虚拟地址
- 4 内核虚拟地址和对应页
- 5 根据进程号获取进程描述符
1. 用户虚拟地址转换成物理地址
static void get_pgtable_macro(void)
{printk("PAGE_OFFSET = 0x%lx\n", PAGE_OFFSET);printk("PGDIR_SHIFT = %d\n", PGDIR_SHIFT);printk("PUD_SHIFT = %d\n", PUD_SHIFT);printk("PMD_SHIFT = %d\n", PMD_SHIFT);printk("PAGE_SHIFT = %d\n", PAGE_SHIFT);printk("PTRS_PER_PGD = %d\n", PTRS_PER_PGD);printk("PTRS_PER_PUD = %d\n", PTRS_PER_PUD);printk("PTRS_PER_PMD = %d\n", PTRS_PER_PMD);printk("PTRS_PER_PTE = %d\n", PTRS_PER_PTE);printk("PAGE_MASK = 0x%lx\n", PAGE_MASK);
}
static unsigned long vaddr2paddr(unsigned long vaddr)
{pgd_t *pgd;pud_t *pud;pmd_t *pmd;pte_t *pte;unsigned long paddr = 0;unsigned long page_addr = 0;unsigned long page_offset = 0;pgd = pgd_offset(current->mm, vaddr);printk("pgd_val = 0x%lx\n", pgd_val(*pgd));printk("pgd_index = %lu\n", pgd_index(vaddr));if (pgd_none(*pgd)) {printk("not mapped in pgd\n");return -1;}pud = pud_offset(pgd, vaddr);printk("pud_val = 0x%lx\n", pud_val(*pud));if (pud_none(*pud)) {printk("not mapped in pud\n");return -1;}pmd = pmd_offset(pud, vaddr);printk("pmd_val = 0x%lx\n", pmd_val(*pmd));printk("pmd_index = %lu\n", pmd_index(vaddr));if (pmd_none(*pmd)) {printk("not mapped in pmd\n");return -1;}pte = pte_offset_kernel(pmd, vaddr);printk("pte_val = 0x%lx\n", pte_val(*pte));printk("pte_index = %lu\n", pte_index(vaddr));if (pte_none(*pte)) {printk("not mapped in pte\n");return -1;}//页框物理地址机制 | 偏移量page_addr = pte_val(*pte) & PAGE_MASK;page_offset = vaddr & ~PAGE_MASK;paddr = page_addr | page_offset;printk("page_addr = %lx, page_offset = %lx\n", page_addr, page_offset);printk("vaddr = %lx, paddr = %lx\n", vaddr, paddr);return paddr;
}
static int __init v2p_init(void)
{unsigned long vaddr = 0;printk("vaddr to paddr module is running..\n");get_pgtable_macro();printk("\n");vaddr = (unsigned long)vmalloc(1000 * sizeof(char));if (vaddr == 0) {printk("vmalloc failed..\n");return 0;}printk("vmalloc_vaddr=0x%lx\n", vaddr);vaddr2paddr(vaddr);printk("\n\n");vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);if (vaddr == 0) {printk("__get_free_page failed..\n");return 0;}printk("get_page_vaddr=0x%lx\n", vaddr);vaddr2paddr(vaddr);return 0;
}
static void __exit v2p_exit(void)
{printk("vaddr to paddr module is leaving..\n");vfree((void *)vaddr);free_page(vaddr);
}整个程序的结构如下：
get_pgtable_macro()打印当前系统分页机制中的一些宏。
通过vmalloc()在内核空间中分配内存，调用vaddr2paddr()将虚拟地址转化成物理地址。
通过__get_free_pages()在内核空间中分配页框，调用vaddr2paddr()将虚拟地址转化成物理地址。
分别通过vfree()和free_page()释放申请的内存空间。
vaddr2paddr()的执行过程如下：
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通过pgd_offset计算页全局目录项的线性地址pgd，传入的参数为内存描述符mm和线性地址vaddr。接着打印pgd所指的页全局目录项。
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通过pud_offset计算页上级目录项的线性地址pud，传入的参数为页全局目录项的线性地址pgd和线性地址vaddr。接着打印pud所指的页上级目录项。
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通过pmd_offset计算页中间目录项的线性地址pmd，传入的参数为页上级目录项的线性地址pud和线性地址vaddr。接着打印pmd所指的页中间目录项。
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通过pte_offset_kernel计算页表项的线性地址pte，传入的参数为页中间目录项的线性地址pmd和线性地址vaddr。接着打印pte所指的页表项。
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pte_val(*pte)先取出页表项，与PAGE_MASK相与的结果是得到要访问页的物理地址；vaddr&~PAGE_MASK用来得到线性地址offset字段；两者或运算得到最终的物理地址。
2. 内核虚拟地址转换成物理地址
__pa():将物理内核虚拟地址转换成物理虚拟地址
#include <asm/page.h>
#define __pa(x) __phys_addr((unsigned long)(x))
3. 物理地址转换成内核虚拟地址
__va()将物理地址转换成内核虚拟地址：
#include <asm/page.h>
#define __va(x) ((void *)((unsigned long)(x)+PAGE_OFFSET))
4 内核虚拟地址和对应页
struct page *virt_to_page(void *kaddr);
//将内核逻辑地址转换为响应的page结构指针。
struct page *pfn_to_page(int pfn);
//针对给定的页帧号，返回page结构指针。
void *page_address(struct page *page);
//如果地址存在的话，则返回页的内核虚拟地址5 根据进程号获取进程描述符
struct task_struct * task = pid_task(find_vpid(target_pid), PIDTYPE_PID);
find_vpid：此函数根据提供的局部进程号获取对应的进程描述符
struct pid *find_vpid(int nr)
pid_task：此函数获取任务的任务描述符信息，此任务在进程pid的使用链表中，并且搜索的链表的起始元素的下标为参数type的值。
struct task_struct *pid_task(struct pid *pid, enum pid_type)enum pid_type
{PIDTYPE_PID, //进程的进程号PIDTYPE_PGID, //进程组领头进程的进程号PIDTYPE_SID, //会话领头进程的进程号PIDTYPE_MAX
};
