内存基址和内存地址（内存管理12物理地址空间的有效性检测）

内存管理（11）物理地址空间的有效性检测主要讲述了Linux内核是如何从memblock.memory

->regions->page->section->mem_section建立物理地址之间关系的。但是我们并没有对mem_section所管理的有效页框创建相应的映射关系以及初始化每个section下的页框属性。所以linux 内核是如何完成这件事的呢？

1.遍历系统中所有可能存在的section，过滤无效的，计算每一个node中有多少个有效的section

2.为每个node申请一个元素数量为有效section个数数量相等的unsigned long*指针数组

3.把每个有效section的unsigned long*指针数组中的指针指向一个数组，这个数组存放了当前section里面所有页的pageblock_flags

4.mem_section.section_mem_map使用了同样的套路

系统中稀疏内存模型分布图

sparse_init函数

第17行：设置pageblock_order大小，相关函数实现细节如下↓

sparse_init实现（2）

• 第30~31行：Linux内核向memblock申请了NR_MEM_SECTIONS * sizeof(unsigned long *)字节的空间，用usemap_map指向其首地址。其中NR_MEM_SECTIONS的含义请参阅内存管理（11）物理地址空间的有效性检测，那这个空间用来做什么，继续往下看。

• 第34行：alloc_usemap_and_memmap中遍历系统中所有的section，计算出系统中每个node下的有效section数，函数实现如下↓。每遍历完一个node后，就在sparse_early_usemaps_alloc_node中为该node下所有有效的section里面所有的pageblock_flags申请空间，然后遍历每一个section将其对应usemap_map指向对应的pageblock_flags数组首地址，因此上面申请的usemap_map集合中的每一个unsigned long *都会指向对应section下的pageflags数组，相关函数实现如下↓

• 第38~40行：如果定义了CONFIG_SPARSEMEM_ALLOC_MEM_MAP_TOGETHER，申请NR_MEM_SECTIONS * sizeof(struct page *)大小的空间，用map_map指向它。那这个map_map又是用来做什么的，继续往下看

• 第42~43行：在上文已解释alloc_usemap_and_memma函数。在sparse_early_mem_maps_alloc_node ->sparse_mem_maps_populate_node中如果定义了CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP那么sparse_mem_maps_populate_node中遍历了每一个有效的section，用前面申请的map_map中的每一个struct page *都建立了对应于section的一系列页框数组的虚拟映射表，比如section[pnum]其对应的map_map[pnum]就会被用来建立一个虚拟映射表，它指向对应section下所有页框的虚拟映射表空间，map_map[pnum]最终会被用去初始化mem_section[pnum].section_mem_map.

• 第46~48行：遍历所有的section,过滤无效的section

sparse_init实现（3）

• 第54~58行：如果定义了CONFIG_SPARSEMEM_ALLOC_MEM_MAP_TOGETHER就取对应section的map_map，否则对对应section下的map在函数sparse_early_mem_map_alloc->sparse_mem_map_populate中真正的建立映射关系，其实现细节如下↓

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

sparse_init实现（4）

set_pageblock_order函数

set_pageblock_order实现

• 第107行：定义了超巨页的话pageblock_order = HPAGE_SHIFT - PAGE_SHIFT = 21 - 12 = 9

• 第109行：没有定义超巨页pageblock_order = MAX_ORDER - 1 = 11 - 1 = 10

alloc_usemap_and_memmap函数：

alloc_usemap_and_memmap实现（1）

• 第128~132行：遍历系统中所有的section，过滤掉无效section

• 第138行：同一个node，一个有效section记做一次map

alloc_usemap_and_memmap实现(2)

alloc_usemap_and_memmap实现（3）

• 第139~162行：计算一个node里面有多少个有效的section需要进行多少次map，并在每遍历完一个node后或对其pageblock_flags进行初始化或对其section_mem_map建立虚拟映射表

sparse_early_usemaps_alloc_node函数

sparse_early_usemaps_alloc_node实现

• 第259行：计算一个node里面每个有效section的pageblock_flags所占用的空间大小，每个pageblock_flags使用4bit进行存放

• 为当前node下所有有效section的pageblock_flags申请空间并且用usemap指向它

• 为每一个section index为下标的usemap_map以此初始化use_map，为最终mem_section中的pageblock_flags初始化做准备

sparse_early_mem_map_alloc->sparse_mem_map_populate函数

sparse_mem_map_populate实现

• 第302行：通过页框号找到对应物理地址

• 第304行：根据页框数量偏移得到结尾页框地址

• 第306行：建立映射关系的实际函数，实现↓

vmemmap_populate函数

vmemmap_populate实现（1）

vmemmap_populate实现（2）

• 本文的重点在于Linux内核是怎么对mem_section中的section_mem_map和pageblock_flags初始化的。所以这个函数暂不分析，因为实在太晚了，该睡觉了~ 其实有一部分在前面分析过。

,