remap_pfn_range如何将内核内存重新映射到用户空间？

Question

remap_pfn_range函数（用于驱动程序中的mmap调用）可用于将内核内存映射到用户空间。怎么做？谁能解释一下精确的步骤？内核模式是特权模式（PM），而用户空间是非特权（NPM）。在PM中，CPU可以访问所有内存，而在NPM中，某些内存受到限制 - CPU无法访问。调用remap_pfn_range时，用户空间现在可以访问仅限于PM的内存范围吗？

查看remap_pfn_range代码，pgprot_t struct。这是与保护映射相关的结构。什么是保护映射？这是上述问题的答案吗？

Answer 1

这很简单，内核内存（通常）只有一个页表条目，其架构特定位表示：“此页表条目仅在CPU处于内核模式时有效”。

remap_pfn_range的作用是创建另一个页表项，其中不同的虚拟地址指向没有该位设置的同一物理内存页。

通常，这是一个坏主意： - ）

Answer 2

该机制的核心是页表MMU：

Related image1 http://windowsitpro.com/content/content/3686/figure_01.gif

或者这个：

上面两张图都是x86硬件内存MMU的特性，与Linux内核无关。

下面描述了VMA如何链接到流程的task_struct：

Related image http://image9.360doc.com/DownloadImg/2010/05/0320/3083800_2.gif

Related image http://images.slideplayer.com/16/5079265/slides/slide_24.jpg

在这里查看函数本身：

http://lxr.free-electrons.com/source/mm/memory.c#L1756

内核可以通过内核的PTE访问物理内存中的数据，如下所示：

Image result for page protection flags linux kernel http://www.tldp.org/LDP/tlk/mm/page-tables.gif

但是在调用remap_pfn_range（）之后，派生出PTE（用于现有内核内存但在用户空间中用于访问它）（具有不同的页面保护标志）。进程的VMA内存将更新为使用此PTE访问相同的内存 - 从而最大限度地减少了通过复制浪费内存的需要。但内核和用户空间PTE具有不同的属性 - 用于控制对物理内存的访问，VMA还将在进程级别指定属性：

  

vma-＆gt; vm_flags | = VM_IO | VM_PFNMAP | VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;