简介
在本实验中,我们将编写操作系统的内存管理代码。 内存管理有两个组成部分。
第一个部分是内核的物理内存分配器,以致于内核可以分配和释放内存。 分配器将以4096字节为操作单位,称为一个页面。 我们的任务是维护一个数据结构,去记录哪些物理页面是空闲的,哪些是已分配的,以及共享每个已分配页面的进程数。 我们还要编写例程来分配和释放内存页面。
内存管理的第二个组件是虚拟内存,它将内核和用户软件使用的虚拟地址映射到物理内存中的地址。 当指令使用内存时,x86硬件的内存管理单元(MMU)执行映射,查询一组页表。 我们根据任务提供的规范修改JOS以设置MMU的页面表。
lab2包含的新源文件:
- inc/memlayout.h
- kern/pmap.c
- kern/pmap.h
- kern/kclock.h
- kern/kclock.c
Part 1: Physical Page Management
物理内存页管理
操作系统必须跟踪物理RAM的哪些部分是空闲的以及哪些是当前正在使用的。 JOS以页为粒度管理PC的物理内存,以便它可以使用MMU映射和保护每个分配的内存。
在编写剩余的虚拟内存实现之前,您需要编写物理页分配器,因为页表管理代码为页表的存储 分配物理内存。
Exercise 1
必须实现
kern/pmap.c
中的以下函数
- boot_alloc()
- mem_init() (only up to the call to check_page_free_list(1))
- page_init()
- page_alloc()
- page_free()
check_page_free_list() and check_page_alloc()可以测试你的物理分页器。
发现突然不像LAB1那样有详细的步骤,有点无从下手的感觉。
源码阅读
知识点:
va_list
\va_start
等等
VA函数(variable argument function),参数可变函数。理解这个操作,头脑中需要有栈的概念,参数按序(从右到左)压栈,第一个参数在低地址位置。函数原型为
typedef char* va_list;
// 以4字节为单位对齐
#define _INTSIZEOF(n) (sizeof(n)+sizeof(int)-1)& ~(sizeof(int)-1)
// 求得参数栈的第一个参数地址
#define va_start(ap, v) (ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v))
// 这里很巧妙,ap+SIZE指向下一个参数地址,再返回总体减去size(即又指回了当前变量)
#define va_arg(ap, t) (*(t *) ((ap+=_INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )
#define va_end(ap) (ap = (va_list) 0)
步骤 | 说明 |
---|---|
va_list ap | 定义一个变差变量ap |
va_start(ap, last) | 初始化ap,得到可变参数列表的第一个参数的确切地址。实际就是指向参数堆栈的栈顶 |
va_arg(ap, type) | 已知变量类型为type 的情况下,获得下一个变参变量 |
va_end(ap) | 结束操作 |
- 感觉还是需要详细理解一下lab1中Part3的虚拟内存部分。
在对entry_pgdir
进行初始化的时候发现一个神奇的写法,暂时不明白,占个坑。
entry_pgdir的写法也是内存映射的一个重要部分。
__attribute__