copy_to_user的实现以及get_user_pages/kmap_atomic/kmalloc

转自 http://blog.youkuaiyun.com/eroswang/article/details/4130991

copy_to_user的实现:
copy_to_user
__copy_to_user
__copy_to_user_inatomic
     __put_user_size
     __put_user_asm/__copy_to_user_ll
__copy_to_user_ll or __copy_user
一般很少使用__copy_to_user, 而是使用__copy_user()...__copy_user():是直接使用用户空间的指针来完成拷贝工作的！！！只有没有在用户上下文是才使用下面的方法：
get_user_pages并没有直接使用用户态地址，它是先根据用户空间的地址得到对应的page(内存物理地址),又把这个page kmap_atomic了一下了
然后再进行memcpy
请看
Arch/i386/lib/usercopy.c
__copy_to_user_ll()
            retval = get_user_pages(current, current->mm,
                    (unsigned long)to, 1, 1, 0, &pg, NULL);
             ......
            maddr = kmap_atomic(pg, KM_USER0);
            memcpy(maddr + offset, from, len);
            kunmap_atomic(maddr, KM_USER0);

而kmap_atomic的实现分两种情况:
1. 当用户的page在低端内存时,内核已经对其进行了一一映射,直接可以使用,即,直接:return page->virtual;
2. 当用户的page在高端内存时,由于内核并没有对其进行一一映射,这时就需要建立临时映射了...
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kmalloc是基于slab实现的，当slab中没有空闲的object可以分配时，它会向buddy system请求新的物理页cache_grow -> kmem_getpages -> alloc_page_node, 得到物理页后，就将这个物理页所对应的kernel virtual address返回给slab.因为slab allocator只使用low memory，所以这个virtual addr就是phy_addr + PAGE_OFFSET。这里并没有对page table的操作，kernel就直接使用这个virtual address来访问物理内存，因为映射在初始化的时候早就做好了。

kmalloc()返回的指针就是这个virtual address + 偏移量（指向slab中不同的object).

如果在kernel中访问high memory的话，就需要通过kmap_atomic把这个物理页map到kernel的虚拟空间后，才能访问。

 

 

get_user_pages是用来将用户空间的页（pages）映射（锁）入内存，并得到它们的页结构（struct page）指针。
    page_cache_release(
            pdx->DmaInfo[channel].PageList[i]
            );
用到get_user_pages函数还需page_cache_release来解锁