高端内存的映射 永久映射和临时映射

高端内存（Highmem）中的页不能永久地映射到内核地址空间，因此，通过alloc_pages()函数，以__GFP_HIGHMEM标志分配的页不可能有虚拟地址。

X86体系结构中，高于896MB的所有物理内存都是高端内存，这些物理内存页不会永久的或自动的映射到内核地址空间。这些页需要被分配之后，才会映射到内核的虚拟地址空间上。

X86体系结构中，高端内存中的页，通常被映射到3G-4G虚拟地址空间上。

1. 永久映射：

要永久映射一个给定的page结构到内核地址空间，可以使用： void *kmap(struct page *page);

static inline void *kmap(struct page *page)
{
	might_sleep();
	return page_address(page);
}

这个函数可以睡眠，因此kmap()只能用在进程上下文中，不能用于中断上下文中。

这里，高端页的映射函数page_address()的定义如下：

/**
 * page_address - get the mapped virtual address of a page
 * @page: &struct page to get the virtual address of
 *
 * Returns the page's virtual address.
 */
void *page_address(struct page *page)
{
	unsigned long flags;
	void *ret;
	struct page_address_slot *pas;

	if (!PageHighMem(page))
		return lowmem_page_address(page);

	pas = page_slot(page);
	ret = NULL;
	spin_lock_irqsave(&pas->lock, flags);
	if (!list_empty(&pas->lh)) {
		struct page_address_map *pam;

		list_for_each_entry(pam, &pas->lh, list) {
			if (pam->page == page) {
				ret = pam->virtual;
				goto done;
			}
		}
	}
done:
	spin_unlock_irqrestore(&pas->lock, flags);
	return ret;
}

低端页的映射行数：由于低端内存能自动的映射到内核空间，所以只要直接返回其虚拟地址即可。

#define page_address(page) lowmem_page_address(page)

或：

#define page_address(page) ((page)->virtual)

所以，高端页的地址映射的函数 , 跟低端页的地址映射函数定义不一样：

当不再需要映射时，应该解除映射： void kunmap(struct page *page);

static inline void kunmap(struct page *page)
{
}

奇怪，怎么是个空函数。

2. 临时映射

当需要创建一个不允许睡眠的映射时，内核提供了一个临时映射（也叫原子映射）函数。

即内核可以原子的把高端内存中的一个页映射到某个保留的映射中。

临时映射可以在不能睡眠的地方，如中断处理程序中，因为获取映射时，绝对不会阻塞。

临时映射函数如下： void *kmap_atomic(struct *page, enum kmtype type);

/*
 * Make both: kmap_atomic(page, idx) and kmap_atomic(page) work.
 */
#define kmap_atomic(page, args...) __kmap_atomic(page)

static inline void *__kmap_atomic(struct page *page)
{
	pagefault_disable();
	return page_address(page);
}

这个函数不会睡眠，因此可以用在中断上下文和其他不能重新调度的地方；它也禁止内核抢占，因为映射对每个处理器都是唯一的。

取消映射函数： void kunmap_atomic(void *kvaddr, enum km_type type);

#define kunmap_atomic(addr, args...)				\
do {								\
	BUILD_BUG_ON(__same_type((addr), struct page *));	\
	__kunmap_atomic(addr);					\
} while (0)

static inline void __kunmap_atomic(void *addr)
{
	pagefault_enable();
}