内存管理（11）物理地址空間的有效性檢測主要講述了Linux内核是如何從memblock.memory

->regions->page->section->mem_section建立物理地址之間關系的。但是我們并沒有對mem_section所管理的有效頁框創建相應的映射關系以及初始化每個section下的頁框屬性。所以linux 内核是如何完成這件事的呢？

1.遍曆系統中所有可能存在的section，過濾無效的，計算每一個node中有多少個有效的section

2.為每個node申請一個元素數量為有效section個數數量相等的unsigned long*指針數組

3.把每個有效section的unsigned long*指針數組中的指針指向一個數組，這個數組存放了當前section裡面所有頁的pageblock_flags

4.mem_section.section_mem_map使用了同樣的套路

系統中稀疏内存模型分布圖

sparse_init函數

第17行：設置pageblock_order大小，相關函數實現細節如下↓

sparse_init實現（2）

• 第30~31行：Linux内核向memblock申請了NR_MEM_SECTIONS * sizeof(unsigned long *)字節的空間，用usemap_map指向其首地址。其中NR_MEM_SECTIONS的含義請參閱内存管理（11）物理地址空間的有效性檢測，那這個空間用來做什麼，繼續往下看。

• 第34行：alloc_usemap_and_memmap中遍曆系統中所有的section，計算出系統中每個node下的有效section數，函數實現如下↓。每遍曆完一個node後，就在sparse_early_usemaps_alloc_node中為該node下所有有效的section裡面所有的pageblock_flags申請空間，然後遍曆每一個section将其對應usemap_map指向對應的pageblock_flags數組首地址，因此上面申請的usemap_map集合中的每一個unsigned long *都會指向對應section下的pageflags數組，相關函數實現如下↓

• 第38~40行：如果定義了CONFIG_SPARSEMEM_ALLOC_MEM_MAP_TOGETHER，申請NR_MEM_SECTIONS * sizeof(struct page *)大小的空間，用map_map指向它。那這個map_map又是用來做什麼的，繼續往下看

• 第42~43行：在上文已解釋alloc_usemap_and_memma函數。在sparse_early_mem_maps_alloc_node ->sparse_mem_maps_populate_node中如果定義了CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP那麼sparse_mem_maps_populate_node中遍曆了每一個有效的section，用前面申請的map_map中的每一個struct page *都建立了對應于section的一系列頁框數組的虛拟映射表，比如section[pnum]其對應的map_map[pnum]就會被用來建立一個虛拟映射表，它指向對應section下所有頁框的虛拟映射表空間，map_map[pnum]最終會被用去初始化mem_section[pnum].section_mem_map.

• 第46~48行：遍曆所有的section,過濾無效的section

sparse_init實現（3）

• 第54~58行：如果定義了CONFIG_SPARSEMEM_ALLOC_MEM_MAP_TOGETHER就取對應section的map_map，否則對對應section下的map在函數sparse_early_mem_map_alloc->sparse_mem_map_populate中真正的建立映射關系，其實現細節如下↓

• 第62行：将前面得到的pageblock_flags和map填充到對應section的mem_section中

sparse_init實現（4）

set_pageblock_order函數

set_pageblock_order實現

• 第107行：定義了超巨頁的話pageblock_order = HPAGE_SHIFT - PAGE_SHIFT = 21 - 12 = 9

• 第109行：沒有定義超巨頁pageblock_order = MAX_ORDER - 1 = 11 - 1 = 10

alloc_usemap_and_memmap函數：

alloc_usemap_and_memmap實現（1）

• 第128~132行：遍曆系統中所有的section，過濾掉無效section

• 第138行：同一個node，一個有效section記做一次map

alloc_usemap_and_memmap實現(2)

alloc_usemap_and_memmap實現（3）

• 第139~162行：計算一個node裡面有多少個有效的section需要進行多少次map，并在每遍曆完一個node後或對其pageblock_flags進行初始化或對其section_mem_map建立虛拟映射表

sparse_early_usemaps_alloc_node函數

sparse_early_usemaps_alloc_node實現

• 第259行：計算一個node裡面每個有效section的pageblock_flags所占用的空間大小，每個pageblock_flags使用4bit進行存放

• 為當前node下所有有效section的pageblock_flags申請空間并且用usemap指向它

• 為每一個section index為下标的usemap_map以此初始化use_map，為最終mem_section中的pageblock_flags初始化做準備

sparse_early_mem_map_alloc->sparse_mem_map_populate函數

sparse_mem_map_populate實現

• 第302行：通過頁框号找到對應物理地址

• 第304行：根據頁框數量偏移得到結尾頁框地址

• 第306行：建立映射關系的實際函數，實現↓

vmemmap_populate函數

vmemmap_populate實現（1）

vmemmap_populate實現（2）

• 本文的重點在于Linux内核是怎麼對mem_section中的section_mem_map和pageblock_flags初始化的。所以這個函數暫不分析，因為實在太晚了，該睡覺了~ 其實有一部分在前面分析過。

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