分析一下do_mlock

蓝色键盘

如下代码来自于linux 2.4.18版本。中代码mlock.c

1. 
   
2. 
   
3. static int do_mlock(unsigned long start, size_t len, int on)
   
4. {
   
5.         unsigned long nstart, end, tmp;
   
6.         struct vm_area_struct * vma, * next;
   
7.         int error;
   
8. 
   
9.         if (on && !capable(CAP_IPC_LOCK))
   
10.                 return -EPERM;
    
11.         len = PAGE_ALIGN(len);
    
12.         end = start + len;
    
13.         if (end < start)
    
14.                 return -EINVAL;
    
15.         if (end == start)
    
16.                 return 0;
    
17.         vma = find_vma(current->;mm, start);
    
18.         if (!vma || vma->;vm_start >; start)
    
19.                 return -ENOMEM;
    
20. 
    
21.         for (nstart = start ; ; ) {
    
22.                 unsigned int newflags;
    
23. 
    
24.                 /* Here we know that  vma->;vm_start <= nstart < vma->;vm_end. */
    
25. 
    
26.                 newflags = vma->;vm_flags | VM_LOCKED;
    
27.                 if (!on)
    
28.                         newflags &= ~VM_LOCKED;
    
29. 
    
30.                 if (vma->;vm_end >;= end) {
    
31.                         error = mlock_fixup(vma, nstart, end, newflags);
    
32.                         break;
    
33.                 }
    
34. 
    
35.                 tmp = vma->;vm_end;
    
36.                 next = vma->;vm_next;
    
37.                 error = mlock_fixup(vma, nstart, tmp, newflags);
    
38.                 if (error)
    
39.                         break;
    
40.                 nstart = tmp;
    
41.                 vma = next;
    
42.                 if (!vma || vma->;vm_start != nstart) {
    
43.                         error = -ENOMEM;
    
44.                         break;
    
45.                 }
    
46.         }
    
47.         return error;
    
48. }
    

复制代码

                             
这个系统调用有函数sys_mlock调用。实现屏蔽内存中某些用户进程所要求的页。在函数sys_mlock中的开始部分，最len做了一些初始化，如下：

1. 
   
2.         len = PAGE_ALIGN(len + (start & ~PAGE_MASK));
   
3.         start &= PAGE_MASK;
   
4. 
   
5.         locked = len >;>; PAGE_SHIFT;
   
6.         locked += current->;mm->;locked_vm;
   
7. 
   
8.         lock_limit = current->;rlim[RLIMIT_MEMLOCK].rlim_cur;
   
9.         lock_limit >;>;= PAGE_SHIFT;
   

复制代码

1. 
   
2. 如此处理后在do_mlock之前
   
3. len=(len+(start &~PAGE_MASK)+ ~PAGE_MASK)&PAGE_MASK;
   
4. start &=PAGE_MASK;
   
5. 在do_mlock初始话后，len可能如下
   
6. len=(len+~PAGE_MASK)&PAGE_MASK;
   
7. 
   
8. 这样一来，mlock要对由start所在页的起始地址开始，长度为len(注：len=(len+(start&~PAGE_MASK)+ ~PAGE_MASK)&PAGE_MASK)的内存区域的页进行加锁。
   
9. 
   
10. 接下来，一起分析一下这个函数。并且有几个疑问。
    
11. 1、这些具体内存区域的页是不是必须是常驻内存的？
    
12. 2、通过fork()调用所创建的子进程能不能够继承由父进程调用mlock锁住的页面？
    
13. 3、内存加锁没有使用压栈技术，这样被锁住多次的页面可以通过调用一次munlock或者munlockall释放相应的页面会不会出现问题？
    

复制代码

[ 本帖最后由 mq110 于 2006-3-13 19:14 编辑 ]

蓝色键盘

大鹰，menp9999,帮忙分析一下啊。

e4gle

嗯，看到了，所以帮你置顶，最近太忙了，公司项目一大堆，一般我都是工作上碰到什么技术问题提出来大家交流，估计你的时间比较多吧，或者你在工作中遇到这样的难题？这一块我没怎么认真去看，主要实际工作用不到

等我忙完有闲功夫了，帮你好好分析一下，这贴子先置顶，你先和menp9999讨论哈

jobman

偶然看到这个帖子，我没有多少时间来看核心，而且我觉得也没有
必要，除非工作需要，那令当别论。
仔细看了内容，感觉程序本是没有什么太多可探讨的，倒是几个疑问
很有讨论的价值，我在这里说说我的理解：

1、这些具体内存区域的页是不是必须是常驻内存的？

这些页不一定在内存中，其实 do_mlock 就是做了一个 VM_LOCKED
的标志，这样在换页时，核心不会将已加锁的页换出，同时如果它
不在物理内存中，则将它加入到 active_list 中。再次换页时，
会将它调入内存，这些都可以在 vmscan.c  中看到。

2、通过fork()调用所创建的子进程能不能够继承由父进程调用mlock锁住的页面？

这个问题恐怕不可能，fork 中复制子进程时直接将 VM_LOCKED 标识
取消，这也可以理解，如果 mlock 了一块普通内存，其目的就是强制
内存驻留，子进程无法访问父进程的内存区域，显然不需要，而如果
mlock 了一块共享内存，那么也没有必要在子进程中继承这个状态，
我想这可能更多的时为性能考虑，毕竟物理内存是宝贵的，所以设计者
要求你显式的调用。

3、内存加锁没有使用压栈技术，这样被锁住多次的页面可以通过调用一次munlock或者munlockall释放相应的页面会不会出现问题？  

我想这个问题应该从应用的角度来考虑，单独在核心看来，不会有任何
问题，内存常驻无非是为了性能，即使没有常驻，也仅仅是性能的损失，
没有其他问题。

cheyenne

楼上说的前两点我都同意。
我再说一点我对第三点的补充： 不用压栈确实不应该。我觉得不应该光从内核的角度来考虑。还是要从安全的角度来考虑才行。

expert

完全同意 CHEYENNE 的~~~~~~~

LearnerLearner

我是新手，在读内核，还没有读完，所以就这个问题额外问一下大家，
do_mlock（）最后会调用mlock_fixup_all ,
static inline int mlock_fixup_all(struct vm_area_struct * vma, int newflags)
{
        spin_lock(&vma->;vm_mm->;page_table_lock);
        vma->;vm_flags = newflags;
        spin_unlock(&vma->;vm_mm->;page_table_lock);
        return 0;
}

vma->;vm_flags = newflags之前，有spin_lock()（这个函数我还没有读到），如果执行spin_lock时进程被挂起了，是不是内核有什么机制保证
vma所指向的vm_area_struct结构以及它所代表的区间中的那些物理页
不被其他的进程（比如kswapd）操作？
如果有？大概是怎么回事情啊？？？

谢谢。

小小狗

我顶！！！

saintdragon

小小狗不要到处灌水!

allfresh

谢谢 收藏!