核心 address space與基樹

看了半天也看不懂……好像有點明白了：有時候看原始碼最讓人頭疼的不是它的語言或者邏輯，而是它所使用的演算法。

先mark下來，先研究下基樹再來看這篇文章。

struct address_space __attribute__((aligned(sizeof(long))));

struct address_space_operations ;

而頁快取記憶體如果頁數太多，而只用順序查詢的方式，那效率一定是低下的，此時就用了乙個搜尋樹方式，其中每個address_space都對應一顆搜尋樹。而結構體中字段page_tree對應的就是基樹的根：

struct radix_tree_root ;

struct radix_tree_node ;

根結構中的radix_tree_node對應的是樹的乙個節點。

#ifdef __kernel__

#define radix_tree_map_shift 6

#else

#define radix_tree_map_shift 3 /* for more stressful testing */

#endif

#define radix_tree_tags 2

#define radix_tree_map_size (1ul << radix_tree_map_shift)

#define radix_tree_map_mask (radix_tree_map_size-1)

#define radix_tree_tag_longs \

((radix_tree_map_size + bits_per_long - 1) / bits_per_long)

而通過基樹的查詢到底是如何進行的呢？比如現在有乙個第二層節點下的page,如果從根開始找，那麼就要先找到page所在的第二層節點，而第二層節點對應的是第一層節點的乙個陣列下標。那麼方法就是當只有一層的時候，那麼陣列下標就是所需要的page.也就是頁索引的低6位是需要的slot的陣列下標。可是當擁有兩層的時候，那麼頁索引的低12位分成兩部分，高位是找到page所在的節點在上層節點中的slot陣列下標。而低位部分則是第二層節點的slot陣列下標，如此就可以通過兩次找到page.當是6層的時候，頁索引的最高兩位表示第一層節點陣列的下標，接下來的6位表示第二層節點陣列的下標，這樣一直到最低的6位，他們表示第六層節點陣列的下標。以上就是基樹搜尋的思想。

而關於頁快取記憶體的還有幾個常用處理函式：查詢頁，增加頁，刪除頁更新頁。

remove_from_page_cache(struct page *page)

以上就是查詢頁相關的函式。查詢乙個頁面使用的就是上面所言的搜尋樹方式。幾個函式也大同小異。

void *radix_tree_lookup(struct radix_tree_root *root, unsigned long index)

return *slot;

}在此函式中，重點是依靠radix_tree_lookup函式來完成的，他的目的找到乙個頁。他的兩個引數也是address_space物件和偏移量。在radix函式中，首先就是要驗證索引是否大於樹的深度，如果大於，那麼肯定找不到目標頁。函式中的shift始終是乙個重點，因為他決定了每次找尋的步移。slot是記錄節點下面各個元素的。從根開始。逐步按照層次推進尋找。(*slot)->slots + ((index >> shift) & radix_tree_map_mask)這段就是上面談到的，找到在節點上的page，也就是page所對應節點的slot陣列下標。而find_get_pages函式則是實現在快取記憶體中查詢一組具有相鄰索引的頁。比如函式中多出的幾個引數：start（位址空間中相對於搜尋起始位置的偏移量），nr_pages（所檢索到頁的最大數量），**pages（指向該函式賦值的頁描述符陣列的指標）。在函式中，那個for迴圈體中的ret,就是找到的頁數。而具體實現過程，則是依靠函式radix_tree_gang_lookup來完成的。函式很簡單。作用就是實現在快取記憶體中查詢一組具有相鄰索引的頁。

unsigned int radix_tree_gang_lookup(struct radix_tree_root *root, void **results,unsigned long first_index, unsigned int max_items)

return ret;

}radix_tree_preload_end();

}return error;

}在radix_tree_preload函式中，關鍵的一句是：node = kmem_cache_alloc(radix_tree_node_cachep, gfp_mask);其中這個node結構就是struct radix_tree_node *node型別。這個函式以前談過是快取記憶體申請函式。是slab分配器中的，分陪的是slab物件。再返回函式add_to_page_cache,如果分配成功，則就要插入這個節點。radix_tree_insert函式的作用就是。他的三個引數的功能就是傳入插入點，插入物件，以及offset.在這個函式中，首先是判斷的是如果可以插入到當前深度，那麼就插入，否則在去尋找定位。

if ((!index && !root->rnode) || index > radix_tree_maxindex(root->height))

其中的函式radix_tree_maxindex的作用就是獲得最大索引，這個判斷的目的就在於，如果當前節點超過了樹本身具有的深度，那麼就要再加一層。函式radix_tree_extend的作用就是通過增加適當數量的節點來增加樹的深度。如果這步不存在，那麼就按部就班的進行：

slot = &root->rnode;

height = root->height;

shift = (height-1) * radix_tree_map_shift;

offset = 0;

在迴圈體中，從根節點開始遍歷，直到最深的一層。如果根節點的slot為null,那麼就要申請乙個，在radix_tree_node_alloc函式中，重要的一句就是：ret = kmem_cache_alloc(radix_tree_node_cachep, root->gfp_mask);在迴圈體後面就是將頁找到適當的位置。然後返回0.

while (height > 0)

offset = (index >> shift) & radix_tree_map_mask;

node = *slot;

slot = (struct radix_tree_node **)(node->slots + offset);

shift -= radix_tree_map_shift;

height--;

}如果函式成功返回0，那麼在add_to_page_cache函式中，就開始設定。然後呼叫radix_tree_preload_end()。重新啟用核心搶占。

if (!error)

刪除頁的函式，remove_from_page_cache的作用就是從快取記憶體中刪除頁描述符。可見最後落實的函式是radix_tree_delete.

void __remove_from_page_cache(struct page *page)

void remove_from_page_cache(struct page *page)

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linux核心 address space 結構

胖核心與瘦核心

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