为何Linux内核需用page_address()映射物理页至虚拟地址？

你忽略的核心是两者的定位和适用场景完全不同，具体来说：

• pkmap_page_table只是高端内存临时映射的底层页表载体
  它是内核专门用来映射高端物理内存页（即超出内核直接映射范围的物理内存）的固定页表区域，这个区域的虚拟地址空间有限，同一时间只能承载少量物理页的映射，而且映射是临时的——用完必须通过kunmap()释放，否则会占满这个有限空间。它只负责"存放"映射关系，不是给内核代码直接调用的接口。

• page_address()是获取物理页对应虚拟地址的通用入口
  内核代码中经常会拿到struct page结构体（比如内存分配、页缓存操作时），但需要的是能直接访问的虚拟地址。page_address()会根据物理页的位置自动处理：

  • 如果是低地址物理页（处于内核直接映射区），直接通过地址偏移计算得到虚拟地址，根本不需要碰pkmap；
  • 如果是高端物理页，会检查该页是否已经通过pkmap或者原子映射（kmap_atomic()）建立了虚拟映射，返回对应的地址；
  • 对特殊页（比如设备内存页、保留页）也能返回正确的虚拟地址。

• 关键：映射的"前置性"与"通用性"
  拿到struct page不代表该页已经有可用的虚拟映射——比如刚从伙伴系统分配的高端物理页，还没通过kmap()建立pkmap映射。page_address()不仅是查询工具，还封装了不同内存区域的映射逻辑，让内核代码不用关心物理页属于哪个区域，就能统一获取可访问的虚拟地址，而pkmap_page_table只是这个逻辑中处理高端内存时用到的底层结构而已。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者John