OS 简单教程八
恒等分配
内核采用恒等分配，其实就是虚拟地址等于物理地址。内核还是从 0x80020000 开而不是 0 。这样的原因是一开始没有启用分页的时候我们还是访问物理地址，为了保证内核的内存访问是平滑过度的，恒等分配不用实际分配物理帧，只需要建立映射就可以，因为实际的物理帧就是内核本身。
映射分配
应用采用映射分配，应用的地址空间从 0 开始，映射分配要实际分配物理帧，我们采用简单的栈式分配。
trait FrameAllocator {
fn new() -> Self;
fn alloc(&mut self) -> Option<PhysPageNum>;
fn dealloc(&mut self, ppn: PhysPageNum);
}
pub struct StackFrameAllocator {
current: usize,
end: usize,
recycled: Vec<usize>,
}
impl StackFrameAllocator {
pub fn init(&mut self, l: PhysPageNum, r: PhysPageNum) {
self.current = l.0;
self.end = r.0;
}
}
impl FrameAllocator for StackFrameAllocator {
fn new() -> Self {
Self {
current: 0,
end: 0,
recycled: Vec::new(),
}
}
fn alloc(&mut self) -> Option<PhysPageNum> {
if let Some(ppn) = self.recycled.pop() {
Some(ppn.into())
} else {
if self.current == self.end {
None
} else {
self.current += 1;
Some((self.current - 1).into())
}
}
}
fn dealloc(&mut self, ppn: PhysPageNum) {
let ppn = ppn.0;
// validity check
if ppn >= self.current || self.recycled.iter().find(|&v| *v == ppn).is_some() {
panic!("Frame ppn={:#x} has not been allocated!", ppn);
}
// recycle
self.recycled.push(ppn);
}
}
type FrameAllocatorImpl = StackFrameAllocator;还记得逻辑段么？逻辑段包含一系列虚拟地址，分配一个页如下
pub fn map_one(&mut self, page_table: &mut PageTable, vpn: VirtPageNum) {
let ppn: PhysPageNum;
match self.map_type {
MapType::Identical => {
ppn = PhysPageNum(vpn.0);
}
MapType::Framed => {
let frame = frame_alloc().unwrap();
ppn = frame.ppn;
self.data_frames.insert(vpn, frame);
}
}
let pte_flags = PTEFlags::from_bits(self.map_perm.bits).unwrap();
page_table.map(vpn, ppn, pte_flags);
}用 vpn_range 分配逻辑段的所有页。
pub fn map(&mut self, page_table: &mut PageTable) {
for vpn in self.vpn_range {
self.map_one(page_table, vpn);
}
}