WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаІнформатика, Компютерні науки → Як Unix працює з пам'яттю - Реферат

Як Unix працює з пам'яттю - Реферат

Як Uniux працює з пам'яттюЯк же ядро працює з найдорожчим що в нього є, з пам'яттю. Перші спроби розібратися з нальоту що і як ні до чого не привели. Не всі так просто як хотілося б. Отовсюду стирчать кінці, начебто всі ясно, але як зв'язати їх воєдино...
Виникла думка звернутися до минулого , щоб принаймні розібратися як усе це розвивалося (версія 0.1). Це допомогло зрозуміти і сучасне ядро. Надалі мова йтиме про ядра серії 2.2 про зміни в 2.4 буде повідомлено особливо.
Не буду поглиблюватися в тонкості функціонування захищеного режиму процесора про це написано цілі фоліанти. Подивимося тільки саму суть.
Отже, в овнове усього лежать сторінки пам'яті. У ядрі вони описуються структурою mem_map_t.
typedef struct page {
/* these must be first (free area handling) */
struct page *next;
struct page *prev;
struct inode *inode;
unsigned long offset;
struct page *next_hash;
atomic_t count;
unsigned long flags; /* atomic flags, some possibly updated asynchronously */
struct wait_queue *wait;
struct page **pprev_hash;
struct buffer_head * buffers;
} mem_map_t;
Вже отут спостерігається наворороченность. Безліч усяких посилань. Усі вони використовуються . Одна сторінка може знаходитися в різних списках , наприклад і всписке сторінок у сторінковому кеше й у списку сторінок стосовних до відображеного в пам'ять файлу (inode).У структурі описывающей останній можна знайти і зворотне посилання,що дуже зручно.
Усі сторінки адресуються глобальним покажчиком mem_map
mem_map_t * mem_map
Адресація сторінок порисходит дуже хитро. Якщо раніш у структурі page було окреме поле указывающее на фізичну адресу (map_nr), то тепер він обчислюється
static inline unsigned long page_address(struct page * page)
{
return PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE * (page - mem_map);
}
Вільні сторінки зберігаються в особливій структурі free_area
static struct free_area_struct free_area[NR_MEM_TYPES][NR_MEM_LISTS];
, де перше поле відповідає за тип області : Ядра, Користувача, DMA і.т.д. И обробляються по дуже хитрому алгоритмі.
Сторінки поділяються на вільні безупинні обростити розміру 2 у ступені x помноженої на розмір сторінки ( (2^x)*PAGE_SIZE ). Області одного розміру лежать в одній області масиву.
....
|------
|Свободные Сторінки розміру PAGE_SIZE*4 ---> список вільних областей
|------
|Свободные Сторінки розміру PAGE_SIZE*2 ---> список вільних областей
|------
|Свободные Сторінки розміру PAGE_SIZE ---> список вільних областей
|------
Виділяє сторінку функція get_free_pages(order). Вона виділяє сторінки складові область розміру PAGE_SIZE*(2^order). Шукається область відповідного чи розміру більше. Якщо є тільки область більшого розміру то вона поділяється на трохи маленьких і береться потрібний шматок. Якщо вільних сторінок недостатньо, то деякі будуть скинуті в область підкачування і процес выделенения почнеться знову.
Повертає сторінку функція free_pages(struct page, order). Вивільняє сторінки починаються з page розміру PAGE_SIZE*(2^order). Область повертається в масив вільних обрастей у відповідну позицію і після цього відбувається спроба об'єднати кілька областей для створення одного більшого розміру.
Відсутність сторінки в пам'яті обрабатыватся ядром особливо. Сторінка чи може взагалі отсутствовать чи знаходитися в області підкачування.
От власне і вся базова робота з реальними сторінками.Самий час згадати, що процес працює все-каки з віртуальними адресами, а не з фізичними. Перетворення відбувається за допомогою вичислений, використовуючи таблиці дескрипторів, і каталоги таблиць. Linux підтримує 3 рівні таблиць: каталог таблиць першого рівня (PGD - Page Table Directory),каталог таблиць другого рівня (PMD - Medium Page Table Diractory), і нарешті таблиця дескрипторів (PTE - Page Table Entry). Реально конкректным процесором можуть підтримуватися не всі рівні, але запас дозволяє підтримувати більше можливих архитектур (Intel має 2 рівні таблиць, а Alpha - цілих 3 ). Перетворення віртуальної адреси у фізичний відбувається відповідно в 3 етапи. Береться покажчик PGD, наявний у структурі кожен процес, що описує, перетвориться в покажчик запису PMD, а останній перетвориться в покажчик у таблиці дескрипторів PTE. І нарешті до реальної адреси, що вказує на початок сторінки додають зсув від її початку.
page_dir = pgd_offset(vma->vm_mm, address);
if (pgd_none(*page_dir))
return;
if (pgd_bad(*page_dir)) {
printk("bad page table directory entry %p:[%lx] ", page_dir, pgd_val(*page_dir));
pgd_clear(page_dir);
return;
}
page_middle = pmd_offset(page_dir, address);
if (pmd_none(*page_middle))
return;
if (pmd_bad(*page_middle)) {
printk("bad page table directory entry %p:[%lx] ", page_dir, pgd_val(*page_dir));
pmd_clear(page_middle);
return;
}
page_table = pte_offset(page_middle, address);
Узагалі ж усі дані про використовуваний процесом пам'яті містяться в структурі mm_struct
struct mm_struct {
struct vm_area_struct *mmap; /* Список відображених областей */
struct vm_area_struct *mmap_avl; /* Ті ж області але вже у виді дерева для більш швидкого пошуку*/
struct vm_area_struct *mmap_cache; /* Остання
Loading...

 
 

Цікаве