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);
      }
  }

具体代码请参考 https://github.com/buhe/bugu/tree/6