Linux kernel remap_pfn_range如何将内核内存重新映射到用户空间？

remap\u pfn\u range

函数（用于

mmap

调用驱动程序）可用于将内核内存映射到用户空间。怎么做的？有人能解释一下精确的步骤吗？内核模式是特权模式（PM），而用户空间是非特权模式（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\u pfn\u range

时，用户空间如何访问仅限于PM的内存范围

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查看

remap\u pfn\u范围

code有

pgprot\t结构

。这是与保护映射相关的结构。什么是保护映射？这就是上述问题的答案吗？

这真的很简单，内核内存（通常）只是有一个页面表条目，带有特定于体系结构的位，上面写着：“这个页面表条目只有在CPU处于内核模式时才有效”

remap_pfn_range所做的是创建另一个页表条目，将不同的虚拟地址映射到未设置该位的同一物理内存页

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通常，这不是一个好主意，顺便说一句：-）

该机制的核心是页表MMU：

或者这个：

以上两幅图片都是x86硬件内存MMU的特征，与Linux内核无关

下面描述了VMAs如何链接到流程的任务结构：

（来源：）

在这里查看函数本身：

内核可以通过内核的PTE访问物理内存中的数据，如下所示：

（来源：）

但是在调用remap_pfn_range（）之后，将派生一个PTE（用于现有的内核内存，但将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内存将被更新，以使用此PTE访问同一内存-从而最大限度地减少复制浪费内存的需要。但是kernel和userspace PTE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->vm|u flags |=vm|IO | vm|PFNMAP | vm|u dontex和| vm|DONTDUMP

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“其中一部分与内核的页表一致，每个进程都不重复”当您这样说时，您的意思是所有进程使用的内核映射只有一个页表副本吗？你能详细说明一下如何做到这一点吗？也许读一下：从图中你可以看到一个进程处理一组页表，其基址将加载到CR3寄存器中。对于要在不同进程之间共享的所有虚拟地址（特别是内核地址），所有这些地址都将具有指向同一物理页的相同值。希望澄清。如何保持“mm信号量”？这个全局变量是每个进程的，但进程内的多个并发线程可能会获取它，因此需要通过up_read（）或down_read（）进行锁定。