linux虚拟地址空间疑惑

塑料袋

1) 加载程序不是修改“页表中固定虚拟地址对应的页表项”；而是将这些页表项单纯的清0，同时设置vma_area。
page_fault中发现页表项为0，会根据( vm_file -> f_dentry -> d_inode，vm_pgoff( 既vm_start的文件内偏移) + ( 异常地址 - vm_start ) >> PAGESIZE_BITS )，在pagecache中搜索得目标page。
同时，page_fault根据vm_flag确定是共享还是私有，决定页表项是直接影射目标page，还是复制一个内容与目标page一模一样的匿名page，影射到匿名page上。

2）page在何时添加至pagecache，与page_fault没有必然联系。
当然，在1）中，搜索pagecache寻找目标page时，可能page还不在pagecache中，page_fault会在pagecache中添加这个page，但这只是情况之一。

3）各个段是否只读由文件中的elf32_phdr [] 数组决定，但这不是关键，关键是所有的段，除了bss及堆栈以外，全部都是私有影射。
这样，写代码段，还是写已初始化数据段，都完全有可能，但是写的不是pagecache中的页，而是对照pagecache中的页，复制的一个匿名页。


另外，复制的匿名页迟早会被kswapd进程扫描到，将其转变为有名页( swapcache，swap_entry)。
( swapcache，swap_entry) 代表了swapcache中的一个page，这个page对应着交换设备上的一个磁盘页，这个磁盘页，就是虚拟内存。

zx_wing

原帖由 augustusqing 于 2007-9-18 13:37 发表


^_^，终于看到你说"不错"了，多谢多谢，^_^

加载程序的时候，文件的代码节、数据节在文件中都有偏移offset，加载程序只是修改页表中固定虚拟地址对应的页表项，指向这个文件的页缓存的相应的偏移offset， ...

是的，lz和塑料袋兄说的都是一个意思，即linux中的demanding page机制，所谓用时分配。

>>2，你的意思是所有vm_area对应的空间都不能写？只能读？
>>写驱动时，比如LCD，frame buffer结构，为显存分配一个vm_area，再mmap到用户空间，用户当然有写权限啊

塑料袋兄这里的意思是kernel通过vm_area这个数据结构来控制某段内存的读写权限。并非所有的vm_area对应的内存段都不可写。
kernel通过两个手段，一是在页表中设权限，一是vm_area的权限来管理内存。一些很有趣的事情可以通过操作它们发生，例如页标志某个页可写，但vm_area结构中又标识这个页可写，那么内核就知道该copy on write了……扯远了，说到vm_area顺便提两句而已。

[ 本帖最后由 zx_wing 于 2007-9-18 14:20 编辑 ]

思一克

LZ和塑料袋的考虑是正确的。

加载一个程序OS没有专门分配内存，在把二进制代码拷贝过去再运行。也是用mmap的原理。然后缺页。不同的段有不同的权限。

加载一个程序同时也LOAD了.so, 这些在物理页都有address space (PAGE CAHCE)

UNIX的东西非常妙。其它系统未必一定如此。

原帖由 zx_wing 于 2007-9-18 12:49 发表

lz总结的不错。但我不认为加载程序的时候，代码位于文件的的page cache中。这是不合常理的。操作系统应该专门为程序分配内存，再把二进制代码拷贝过去。否则，当程序运行时，它本身的目标文件被读写修改了，会 ...

塑料袋

ELF文件中，有两个比较关键的结构，elf32_hdr，elf32_phdr [  ]

elf32_hdr肯定位于文件的开始，记载着
1)  elf32_phdr [  ]由文件偏移多少开始，共多少个元素。
2)  本文件的entry_point，既返回到用户空间后，由哪个地址开始执行。

每个elf32_phdr中记载着一个段，关键内容包含
p_offset：   本段在文件中的偏移
p_filesz：    本段长度
p_vaddr：   本段要求影射到进程[ 0，3G] 间的哪个地址
p_flag  ：    本段 读？写？执行？



我不是所有vma_area都不能写的意思，deny_write_access是不能通过sys_write写。

augustusqing

这下又有头绪了
我的疑惑：
1），加载器加载程序时，虚拟地址到二进制文件的对应关系记录在vm_file这里，页表项是清零的
2），二进制文件的代码和数据确实要读入到该文件的page cache中，但进程的页表项指向的有两种，页缓存中物理页面，或者复制的与页缓存中物理页一样内容的一个匿名页
3），对于二进制文件，其elf32_phdr [] 数组中会规定其代码、数据段不可写
而如果是映射普通文本文件，如其各个段可写，就会根据映射的类型，是共享映射，写的就是这个文件的页缓存中页，其它也共享这个文件的进程就也看得到，而如果是私有映射，就是写时拷贝，写的是根据页缓存中页复制出来的页匿名页，或者说改写的是自己进程空间的页面，其它进程看不到

请问有没有误解您的话了？

augustusqing

原帖由 zx_wing 于 2007-9-18 14:13 发表
塑料袋兄这里的意思是kernel通过vm_area这个数据结构来控制某段内存的读写权限。并非所有的vm_area对应的内存段都不可写。
kernel通过两个手段，一是在页表中设权限，一是vm_area的权限来管理内存。一些很有趣的事情可以通过操作它们发生，例如页标志某个页可写，但 vm_area结构中又标识这个页可写，那么内核就知道该copy on write了……扯远了，说到vm_area顺便提两句而已。

不要怕扯远啊，^_^，”例如页标志某个页可写，但 vm_area结构中又标识这个页可写“，这里是页标志不可写，vm_area中可写的笔误吧，写某个虚拟地址时，是先查看vm_area，再通过MMU检查pte吧，才会引起缺页异常或者页保护异常吧

塑料袋

没有

补充
1）vm_file只是记录了一半。对应关系就是( mapping，index)，vm_file -> f_dentry -> d_inode -> i_mapping，可以得到mapping；而index需要通过vm_start，vm_pgoff来得到

3）数据段推测应该是可写，将来影射为 私有可读写

augustusqing

原帖由 思一克 于 2007-9-18 14:17 发表
LZ和塑料袋的考虑是正确的。

UNIX的东西非常妙。其它系统未必一定如此。

^_^，为什么很大论坛都说UNIX是永远的UNIX，晕哦

zx_wing

原帖由 augustusqing 于 2007-9-18 14:36 发表


不要怕扯远啊，^_^，”例如页标志某个页可写，但 vm_area结构中又标识这个页可写“，这里是页标志不可写，vm_area中可写的笔误吧，写某个虚拟地址时，是先查看vm_area，再通过MMU检查pte吧，才会引起缺页异 ...

呵呵，是笔误，多谢提醒。

augustusqing

原帖由 塑料袋 于 2007-9-18 14:41 发表
没有

补充
1）vm_file只是记录了一半。对应关系就是( mapping，index)，vm_file -> f_dentry -> d_inode -> i_mapping，可以得到mapping；而index需要通过vm_start，vm_pgoff来得到

3）数据段推测应该是可写，将来影射为 私有可读写

至此，暂时没有"断层"和疑惑了，再次多谢各位！(抱拳)