xv6 risc-v 虚拟内存 code walk through

最新推荐文章于 2024-02-29 12:04:16 发布

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#内存管理 #操作系统

本文详细介绍了xv6操作系统中虚拟内存的管理，包括kvminit、kvmmap等函数的实现，以及如何分配和映射用户内存空间。在procinit中为进程分配内核栈，allocproc和fork中创建和复制页表，uvmcopy用于复制用户内存，exec则负责加载ELF文件到进程地址空间。此外，文章还讨论了exec系统调用的执行流程及其如何改变进程的执行路径。

最近做lazy lab做的有点头大，突然发现是自己遗漏了一些内容，即lec5，6，因为刚开始看的时候很多看不懂，就跑去看书了，后来就一直没有回来看lecture

所以为了提高效率，应该快速的把书看一遍，然后回来看lecture，再带着问题去看书看代码

code walk through

kvminit

void kvminit()
{
  // 确定64bit的一级目录地址
  kernel_pagetable = (pagetable_t) kalloc();
  memset(kernel_pagetable, 0, PGSIZE);

  // 一对一的IO映射 1 page
  kvmmap(UART0, UART0, PGSIZE, PTE_R | PTE_W);
  kvmmap(VIRTION(0), VIRTION(0), PGSIZE, PTE_R | PTE_W);
  kvmmap(VIRTION(1), VIRTION(1), PGSIZE, PTE_R | PTE_W);

  // CLINT 16 pages
  kvmmap(CLINT, CLINT, 0x10000, PTE_R | PTE_W);
  // PLIC 1024 pages
  kvmmap(PLIC, PLIC, 0x400000, PTE_R | PTE_W);

  // memlayout.h
  // #define KERNBASE 0x80000000L
  // #define PHYSTOP (KERNBASE + 128*1024*1024)  所以内核共映射了128M的内存
  // #define TRAMPOLINE (MAXVA - PGSIZE)

  // etext 在kernel.ld中，编译器根据代码量确定的对齐地址，ALGIN(0x1000)，不懂意思
  kvmmap(KERNBASE, KERNBASE, (uint64)etext-KERNBASE, PTE_R | PTE_X);

  // 映射数据段和空闲内存
  kvmmap((uint64)etext, (uint64)etext, PHYSTOP-(uint64)etext, PTE_R | PTE_W);

  // 只有trampoline不是直接映射，实际的位置已经出现在代码段了，KERNBASE～etext。该段代码二次映射
  kvmmap(TRAMPOLINE, (uint64)trampoline, PGSIZE, PTE_R | PTE_X);
}

kvmmap

直接调用了mappages(pagetable,va,size,pa,permission) , 而mappages是建立va~va+sz的pte：通过kalloc得到物理地址，然后设置pte

int
mappages(pagetable_t pagetable, uint64 va, uint64 size, uint64 pa, int perm)
{
  uint64 a, last;
  pte_t *pte;

  a = PGROUNDDOWN(va);
  last = PGROUNDDOWN(va + size - 1);
  for(;;){
    if((pte = walk(pagetable, a, 1)) == 0)
      return -1;
    if(*pte & PTE_V)
      panic("remap");
    *pte = PA2PTE(pa) | perm | PTE_V;
    if(a == last)
      break;
    a