Разработка ядра Linux

Лав Роберт

Если кэш не содержит нужную область VMA, то функция должна выполнять поиск по красно-черному дереву. Это выполняется путем проверки узлов дерева. Если значение поля

vma_end

для области памяти текущего узла больше

addr

, то текущим становится левый дочерний узел, в противном случае — правый. Функция завершает свою работу, как только находится область памяти, которая содержит адрес

addr

. Если такая область VMA не найдена, то функция продолжает поиск по дереву и возвращает ту область памяти, которая начинается после адреса

addr

. Если вообще не найдена ни одна область памяти, то возвращается значение

NULL

.

Функция

find_vma_prev

Функция

find_vma_prev

работает аналогично функции

find_vma

, но дополнительно она еще возвращает последнюю область VMA, которая заканчивается перед адресом

addr

. Эта функция также определена в файле

mma/mmap.c

и объявлена в файле

<linux/ram.h>

следующим образом.

struct vm_area_struct* find vma_prev(struct mm_struct *mm,

 unsigned long addr, struct vm_area_struct **pprev);

Параметр

pprev

после возвращения из функции содержит указатель на предыдущую область VMA.

Функция

find_vma_intersection

Функция

find_vma_intersection

возвращает первую область памяти, которая перекрывается с указанным интервалом адресов. Эта функция определена в файле

<linux/mm.h>

следующим образом. Это функция с подстановкой тела.

static inline struct vm_area_struct* find_vma_intersection(

 struct mm_struct *mm, unsigned long start_addr,

 unsigned long end_addr) {

 struct vm_area_struct *vma;

 vma = find_vma(mm, start_addr);

 if (vma && end_addr <= vma->vm_start)

vma = NULL;

 return vma;

}

Первый параметр — адресное пространство, в котором выполняется поиск, параметр

start_addr

— это первый адрес интервала адресов, а параметр

end_addr

 — последний адрес интервала.

Очевидно, что если функция

find_vma

возвращает значение

NULL

, то это же значение будет возвращать и функция

find_vma_intersection

. Если функция

find_vma

возвращает существующую область VMA, то функция

find_vma_intersection

возвратит ту же область только тогда, когда эта область не начинается после конца данного диапазона адресов. Если область памяти, которая возвращается функцией

find_vma

, начинается после последнего адреса из указанного диапазона, то функция

find_vma_intersection

возвращает значение

NULL

.

Функции

mmap

и

do_mmap

: создание интервала адресов

Функция

do_mmap

используется ядром для создания нового линейного интервала адресов. Говорить, что эта функция создает новую область VMA, — технически не корректно, поскольку если создаваемый интервал адресов является смежным с существующим интервалом адресов и у этих интервалов одинаковые права доступа, то два интервала объединяются в один. Если это невозможно, то создается новая область VMA В любом случае функция

do_mmap

— это функция, которая добавляет интервал адресов к адресному пространству процесса, независимо от того, создается ли при этом новая область VMA или расширяется существующая.

Функция

do_mmap

объявлена в файле

<linux/mm.h>

следующим образом.

unsigned long do_mmap(struct file *file,

 unsigned long addr, unsigned long len,

 unsigned long prot,

unsigned long flag,

 unsigned long offset);

Эта функция выполняет

отображение на память содержимого файла

file

начиная с позиции в файле

offset

; размер отображаемого участка равен

len

байт. Значения параметров

file

и

offset

могут быть нулевыми, в этом случае отображение не будет резервироваться (сохраняться) в файле. Такое отображение называется анонимным (anonymous mapping). Если указан файл и смещение, то отображение называется отображением файла в память (file-backed mapping).

Параметр

addr

указывает (точнее, всего лишь подсказывает), откуда начинать поиск свободного интервала адресов.

Параметр

prot

указывает права доступа для страниц памяти в данной области. Возможные значение флагов зависят от аппаратной платформы и описаны в файле

<asm/mman.h>

. Хотя на практике для всех аппаратных платформ определены флаги, приведенные в табл. 14.2.

Таблица 14.2. Флаги защиты страниц памяти

Флаг	Влияние на страницы памяти в созданном интервале адресов
PROT_READ	Соответствует флагу VM_READ
PROT_WRITE	Соответствует флагу VM_WRITE
PROT_EXEC	Соответствует флагу VM_EXEC
PROT_NONE	К страницам памяти нет доступа

Параметр

flags

позволяет указать все остальные флаги области VMA Эти флаги также определены в

<asm/mman.h>

и приведены в табл. 14.3.

Таблица 14.3. Флаги защиты страниц памяти

Флаг	Влияние на созданный интервал адресов
MAP_SHARED	Отображение может быть совместно используемым
MAP_PRIVATE	Отображение не может быть совместно используемым
MAP_FIXED	Создаваемый интервал адресов должен начинаться с указанного адреса addr
MAP_ANONYMOUS	Отображение является анонимным, а не отображением файла
MAP_GROWSDOWN	Соответствует флагу VM_GROWSDOWN
MAP_DENYWRITE	Соответствует флагу VM_DENYWRITE
MAP_EXECUTABLE	Соответствует флагу VM_EXECUTABLE
MAP_LOCKED	Соответствует флагу VM_LOCKED
MAP_NORESERVE	Нет необходимости резервировать память для отображения
MAP_POPULATE	Предварительно заполнить (prefault) таблицы страниц
MAP_NONBLOCK	Не блокировать при операциях ввода-вывода