NetBSD 内存管理系统 UVM 浅析

核心提示： uvm_obj, vm_amap 及一下的结构我们称为底层结构, 内存的实际分配和操作都在这以下的层面完成, 它们最终指向内存分配管理的最小单位 vm_page. 整个 uvm 的核心数据可以表示如下, vm_amap 和 uvm_obj 之间的虚线我们会在下面的章节解释. 并非真正表示指

uvm_obj, vm_amap 及一下的结构我们称为底层结构, 内存的实际分配和操作都在这以下的层面完成, 它们最终指向内存分配管理的最小单位 vm_page.

整个 uvm 的核心数据可以表示如下, vm_amap 和 uvm_obj 之间的虚线我们会在下面的章节解释. 并非真正表示指针引用关系.

vmspace
　　 |
　　 v
uvm_map_entry <--> vm_map_entry ...
　　 |　 |
　　 |　 v
　　 |　 vm_pmap
　　 |
　　 +-----------------+
　　 |　　　　　　　　 |
　　 v　　　　　　　　 |
　vm_aref　　　　　　　|
　　 |　　　　　　　　 |
　　 v　　　　　　　　 v
　vm_amap < - - - > uvm_obj
　　 |　　　　　　　　 |
　　 v　　　　　　　　 v
　vm_anon ...　　　 vm_page <-> vm_page ...
　　 |
　　 v
　vm_page
　


另外, 我们注意到 uvm.h 中有个 uvm 结构, 这是各种 uvm 资源和参数的集合, 系统中只存在一个 uvm 对象.

顶层映射机构 (vmspace, uvm_map, uvm_map_entry)

顶层映射机构所要负责的事务包括

1. 将一个对象映射进地址空间.
2. 对一个虚地址 (VA), 定位到所属 uvm_map_entry (因为在此之下的地址是连 续的, 不用什么定位).
3. 提取地址空间的某一断以供其他地址空间使用.
4. COW (Copy-On-Write) 的顶层处理.

其主要代码在 uvm_map.c, 这个一个有 4000 多行代码的大文件, 我们从顶层接口到底层实现逐一分析.

uvm_map_lookup_entry()

该函数能得到一个 VA 所指向, 或正好在此之前的一个 uvm_map_entry. 该函数不但用于地址映射, 还帮助地址空间分配机构找到合适的地址范围.