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【摘要】

static void __init create_mapping(struct map_desc *md)
{
	unsigned long addr, length, end;
	phys_addr_t phys;
	const struct mem_type *type;
	pgd_t *pgd;

	if (md->virtual != vectors_base() && md->virtual < TASK_SIZE) {
		printk(KERN_WARNING "BUG: not creating mapping for 0x%08llx"
		       " at 0x%08lx in user region\n",
		       (long long)__pfn_to_phys((u64)md->pfn), md->virtual);
		return;
	}

	if ((md->type == MT_DEVICE || md->type == MT_ROM) &&
	    md->virtual >= PAGE_OFFSET &&
	    (md->virtual < VMALLOC_START || md->virtual >= VMALLOC_END)) {
		printk(KERN_WARNING "BUG: mapping for 0x%08llx"
		       " at 0x%08lx out of vmalloc space\n",
		       (long long)__pfn_to_phys((u64)md->pfn), md->virtual);
	}
	/* mem_type中保存了页表属性和页中间目录的属性 */
	type = &mem_types[md->type];
	addr = md->virtual & PAGE_MASK;
        /*phys对应物理地址，本函数实际上就是把phys映射到addr*/
        phys = __pfn_to_phys(md->pfn);
	length = PAGE_ALIGN(md->length + (md->virtual & ~PAGE_MASK));

	if (type->prot_l1 == 0 && ((addr | phys | length) & ~SECTION_MASK)) {
		printk(KERN_WARNING "BUG: map for 0x%08llx at 0x%08lx can not "
		       "be mapped using pages, ignoring.\n",
		       (long long)__pfn_to_phys(md->pfn), addr);
		return;
	}
	/* 页表创建过程如下：*/
	pgd = pgd_offset_k(addr);
	end = addr + length;
	do {
		unsigned long next = pgd_addr_end(addr, end);

		alloc_init_pud(pgd, addr, next, phys, type);

		phys += next - addr;
		addr = next;
	} while (pgd++, addr != end);
}

static void __init create_mapping(struct map_desc *md)
{
/*
1 init_task进程的页全局目录地址：swapper_pg_dir
以后每个进程都从这里拷贝页全局目录到各自的pgd里dup_mm->pgd_alloc中实现,cpu_switch_mm中切换。
*/
	pgd = pgd_offset_k(addr);
	end = addr + length;
	do {
		unsigned long next = pgd_addr_end(addr, end);
		/* 每个页全局目录 都要初始化页二级目录 */	
		alloc_init_pud(pgd, addr, next, phys, type);

		phys += next - addr;
		addr = next;
	} while (pgd++, addr != end);
}
->
2 页二级目录初始化：
static void __init alloc_init_pud(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
				  unsigned long end, phys_addr_t phys,
				  const struct mem_type *type)
{
/*
页二级目录地址，因为不使用页二级目录，所以页二级目录地址等于页全局目录地址。
为实现软件兼容性所以代码中还保留了页二级目录的处理流程，只不过它的地址即是页全局目录
*/
	pud_t *pud = pud_offset(pgd, addr);
	unsigned long next;

	do {
		next = pud_addr_end(addr, end);
		/*页三级目录初始化*/
		alloc_init_pmd(pud, addr, next, phys, type);
		phys += next - addr;
	} while (pud++, addr = next, addr != end);
}
->
3页三级目录初始化：
static void __init alloc_init_pmd(pud_t *pud, unsigned long addr,
				      unsigned long end, phys_addr_t phys,
				      const struct mem_type *type)
{
/*
页三级目录地址，因为不使用页三级目录，所以页三级目录地址等于页二级目录，当然也等于页全局目录地址。
为实现软件兼容性所以代码中还保留了页三级目录的处理流程，只不过它的地址即是页全局目录
*/
	pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
	unsigned long next;

	do {
		next = pmd_addr_end(addr, end);
	
		/*if；else都有可能执行到*/
		/* 当我们创建页表项的虚拟地址区间是1M对齐时 */
		if (type->prot_sect && ((addr | next | phys) & ~SECTION_MASK) == 0) {

			__map_init_section(pmd, addr, next, phys, type);
		} 
		/* 当我们创建页表项的虚拟地址区间非1M对齐时 */
		else {

			alloc_init_pte(pmd, addr, next,__phys_to_pfn(phys), type);
		}

		phys += next - addr;

	} while (pmd++, addr = next, addr != end);
}

->
4 页表初始化：
虚拟地址区间1M时，如下方式MMU映射：
static void __init __map_init_section(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
			unsigned long end, phys_addr_t phys,
			const struct mem_type *type)
{
	pmd_t *p = pmd;

	do {			
		*pmd = __pmd(phys | type->prot_sect);
		phys += SECTION_SIZE;
	} while (pmd++, addr += SECTION_SIZE, addr != end);

	flush_pmd_entry(p);
}

虚拟地址区间非1M对齐时，如下方式MMU映射，即创建页表：
static void __init alloc_init_pte(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
				  unsigned long end, unsigned long pfn,
				  const struct mem_type *type)
{
        /* 此时申请页表的地址（一个页表项4byte，一个pmd有512个页表项）页表的基地址会赋值给pmd ，__pmd_populate中完成赋值*/
	pte_t *pte = early_pte_alloc(pmd, addr, type->prot_l1);
	do {
		/*为每一页配置页表属性，注意此时用到了mem_types定义的属性*/
		set_pte_ext(pte, pfn_pte(pfn, __pgprot(type->prot_pte)), 0);
		pfn++;
	} while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
}

ENTRY(cpu_v7_set_pte_ext)
/*
r0:页表项地址
r1:页表属性|物理地址偏移
将页表属性r1配置给页表项r0
*/
	str	r1, [r0]			@ linux version

	bic	r3, r1, #0x000003f0
	bic	r3, r3, #PTE_TYPE_MASK
	orr	r3, r3, r2
	orr	r3, r3, #PTE_EXT_AP0 | 2

	tst	r1, #1 << 4
	orrne	r3, r3, #PTE_EXT_TEX(1)

	eor	r1, r1, #L_PTE_DIRTY
	tst	r1, #L_PTE_RDONLY | L_PTE_DIRTY
	orrne	r3, r3, #PTE_EXT_APX

	tst	r1, #L_PTE_USER
	orrne	r3, r3, #PTE_EXT_AP1

	tst	r1, #L_PTE_XN
	orrne	r3, r3, #PTE_EXT_XN

	tst	r1, #L_PTE_YOUNG
	tstne	r1, #L_PTE_VALID
	eorne	r1, r1, #L_PTE_NONE
	tstne	r1, #L_PTE_NONE
	moveq	r3, #0

 ARM(	str	r3, [r0, #2048]! )
 THUMB(	add	r0, r0, #2048 )
 THUMB(	str	r3, [r0] )
	ALT_SMP(W(nop))
	ALT_UP (mcr	p15, 0, r0, c7, c10, 1)		@ flush_pte
	bx	lr
ENDPROC(cpu_v7_set_pte_ext)

1) 可以通过配置全局变量mem_types属性修改低端内存cache的开启情况，create_mapping中真正使用该配置。内核在初始化中的会为低端内存、io地址等地址空间设置页表属性，如果要修改这一部分内存的属性包括cache开启关闭情况，mem_types中定义了初始页表项属性，形如：
prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY
其实在内核启动过程的build_mem_type_table()函数里，还会根据不同arm版本做调整。

2) 可以在映射一段物理内存之前通过系统的标志宏来修改cache使用情况。

举例:/dev/mem驱动中实现物理内存的重新映射（即mmap函数的实现过程）.
mmap_mem->remap_pfn_range中:vm_page_prot = pgprot_writecombine(pVma->vm_page_prot);这段代码就是配置cache属性的。

内存映射前关闭cache的宏：
#define pgprot_noncached(prot) \
    __pgprot_modify(prot, L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_UNCACHED)
#define pgprot_writecombine(prot) \
    __pgprot_modify(prot, L_PTE_MT_MASK, L_PTE_MT_BUFFERABLE)
关闭cache时使用的具体标志位：
#define L_PTE_MT_UNCACHED   (_AT(pteval_t, 0) << 2) /* strongly ordered */
#define L_PTE_MT_BUFFERABLE (_AT(pteval_t, 1) << 2) /* normal non-cacheable */

【总结】