memory.c

带中文注释的 linux 0.11 源代码0.11,很好的

      oom ();
    }
}

/*
* try_to_share() checks the page at address "address" in the task "p",
* to see if it exists, and if it is clean. If so, share it with the current
* task.
*
* NOTE! This assumes we have checked that p != current, and that they
* share the same executable.
*/
/*
* try_to_share()在任务"p"中检查位于地址"address"处的页面，看页面是否存在，是否干净。
* 如果是干净的话，就与当前任务共享。
*
* 注意！这里我们已假定p !=当前任务，并且它们共享同一个执行程序。
*/
//// 尝试对进程指定地址处的页面进行共享操作。
// 同时还验证指定的地址处是否已经申请了页面，若是则出错，死机。
// 返回1-成功，0-失败。
static int
try_to_share (unsigned long address, struct task_struct *p)
{
  unsigned long from;
  unsigned long to;
  unsigned long from_page;
  unsigned long to_page;
  unsigned long phys_addr;

// 求指定内存地址的页目录项。
  from_page = to_page = ((address >> 20) & 0xffc);
// 计算进程p 的代码起始地址所对应的页目录项。
  from_page += ((p->start_code >> 20) & 0xffc);
// 计算当前进程中代码起始地址所对应的页目录项。
  to_page += ((current->start_code >> 20) & 0xffc);
/* is there a page-directory at from? */
/* 在from 处是否存在页目录？*/
// *** 对p 进程页面进行操作。
// 取页目录项内容。如果该目录项无效(P=0)，则返回。否则取该目录项对应页表地址??from。
  from = *(unsigned long *) from_page;
  if (!(from & 1))
    return 0;
  from &= 0xfffff000;
// 计算地址对应的页表项指针值，并取出该页表项内容??phys_addr。
  from_page = from + ((address >> 10) & 0xffc);
  phys_addr = *(unsigned long *) from_page;
/* is the page clean and present? */
/* 页面干净并且存在吗？*/
// 0x41 对应页表项中的Dirty 和Present 标志。如果页面不干净或无效则返回。
  if ((phys_addr & 0x41) != 0x01)
    return 0;
// 取页面的地址??phys_addr。如果该页面地址不存在或小于内存低端(1M)也返回退出。
  phys_addr &= 0xfffff000;
  if (phys_addr >= HIGH_MEMORY || phys_addr < LOW_MEM)
    return 0;
// *** 对当前进程页面进行操作。
// 取页目录项内容??to。如果该目录项无效(P=0)，则取空闲页面，并更新to_page 所指的目录项。
  to = *(unsigned long *) to_page;
  if (!(to & 1))
    if (to = get_free_page ())
      *(unsigned long *) to_page = to | 7;
    else
      oom ();
// 取对应页表地址??to，页表项地址??to_page。如果对应的页面已经存在，则出错，死机。
  to &= 0xfffff000;
  to_page = to + ((address >> 10) & 0xffc);
  if (1 & *(unsigned long *) to_page)
    panic ("try_to_share: to_page already exists");
/* share them: write-protect */
/* 对它们进行共享处理：写保护 */
// 对p 进程中页面置写保护标志(置R/W=0 只读)。并且当前进程中的对应页表项指向它。
  *(unsigned long *) from_page &= ~2;
  *(unsigned long *) to_page = *(unsigned long *) from_page;
// 刷新页变换高速缓冲。
  invalidate ();
// 计算所操作页面的页面号，并将对应页面映射数组项中的引用递增1。
  phys_addr -= LOW_MEM;
  phys_addr >>= 12;
  mem_map[phys_addr]++;
  return 1;
}

/*
* share_page() tries to find a process that could share a page with
* the current one. Address is the address of the wanted page relative
* to the current data space.
*
* We first check if it is at all feasible by checking executable->i_count.
* It should be >1 if there are other tasks sharing this inode.
*/
/*
* share_page()试图找到一个进程，它可以与当前进程共享页面。参数address 是
* 当前数据空间中期望共享的某页面地址。
*
* 首先我们通过检测executable->i_count 来查证是否可行。如果有其它任务已共享
* 该inode，则它应该大于1。
*/
//// 共享页面。在缺页处理时看看能否共享页面。
// 返回1 - 成功，0 - 失败。
static int
share_page (unsigned long address)
{
  struct task_struct **p;

// 如果是不可执行的，则返回。excutable 是执行进程的内存i 节点结构。
  if (!current->executable)
    return 0;
// 如果只能单独执行(executable->i_count=1)，也退出。
  if (current->executable->i_count < 2)
    return 0;
// 搜索任务数组中所有任务。寻找与当前进程可共享页面的进程，并尝试对指定地址的页面进行共享。
  for (p = &LAST_TASK; p > &FIRST_TASK; --p)
    {
      if (!*p)			// 如果该任务项空闲，则继续寻找。
	continue;
      if (current == *p)	// 如果就是当前任务，也继续寻找。
	continue;
      if ((*p)->executable != current->executable)	// 如果executable 不等，也继续。
	continue;
      if (try_to_share (address, *p))	// 尝试共享页面。
	return 1;
    }
  return 0;
}

//// 页异常中断处理调用的函数。处理缺页异常情况。在page.s 程序中被调用。
// 参数error_code 是由CPU 自动产生，address 是页面线性地址。
void
do_no_page (unsigned long error_code, unsigned long address)
{
  int nr[4];
  unsigned long tmp;
  unsigned long page;
  int block, i;

  address &= 0xfffff000;	// 页面地址。
// 首先算出指定线性地址在进程空间中相对于进程基址的偏移长度值。
  tmp = address - current->start_code;
// 若当前进程的executable 空，或者指定地址超出代码+数据长度，则申请一页物理内存，并映射
// 影射到指定的线性地址处。executable 是进程的i 节点结构。该值为0，表明进程刚开始设置，
// 需要内存；而指定的线性地址超出代码加数据长度，表明进程在申请新的内存空间，也需要给予。
// 因此就直接调用get_empty_page()函数，申请一页物理内存并映射到指定线性地址处即可。
// start_code 是进程代码段地址，end_data 是代码加数据长度。对于linux 内核，它的代码段和
// 数据段是起始基址是相同的。
  if (!current->executable || tmp >= current->end_data)
    {
      get_empty_page (address);
      return;
    }
// 如果尝试共享页面成功，则退出。
  if (share_page (tmp))
    return;
// 取空闲页面，如果内存不够了，则显示内存不够，终止进程。
  if (!(page = get_free_page ()))
    oom ();
/* remember that 1 block is used for header */
/* 记住，（程序）头要使用1 个数据块 */
// 首先计算缺页所在的数据块项。BLOCK_SIZE = 1024 字节，因此一页内存需要4 个数据块。
  block = 1 + tmp / BLOCK_SIZE;
// 根据i 节点信息，取数据块在设备上的对应的逻辑块号。
  for (i = 0; i < 4; block++, i++)
    nr[i] = bmap (current->executable, block);
// 读设备上一个页面的数据（4 个逻辑块）到指定物理地址page 处。
  bread_page (page, current->executable->i_dev, nr);
// 在增加了一页内存后，该页内存的部分可能会超过进程的end_data 位置。下面的循环即是对物理
// 页面超出的部分进行清零处理。
  i = tmp + 4096 - current->end_data;
  tmp = page + 4096;
  while (i-- > 0)
    {
      tmp--;
      *(char *) tmp = 0;
    }
// 如果把物理页面映射到指定线性地址的操作成功，就返回。否则就释放内存页，显示内存不够。
  if (put_page (page, address))
    return;
  free_page (page);
  oom ();
}

//// 物理内存初始化。
// 参数：start_mem - 可用作分页处理的物理内存起始位置（已去除RAMDISK 所占内存空间等）。
// end_mem - 实际物理内存最大地址。
// 在该版的linux 内核中，最多能使用16Mb 的内存，大于16Mb 的内存将不于考虑，弃置不用。
// 0 - 1Mb 内存空间用于内核系统（其实是0-640Kb）。
void
mem_init (long start_mem, long end_mem)
{
  int i;

  HIGH_MEMORY = end_mem;	// 设置内存最高端。
  for (i = 0; i < PAGING_PAGES; i++)	// 首先置所有页面为已占用(USED=100)状态，
    mem_map[i] = USED;		// 即将页面映射数组全置成USED。
  i = MAP_NR (start_mem);	// 然后计算可使用起始内存的页面号。
  end_mem -= start_mem;		// 再计算可分页处理的内存块大小。
  end_mem >>= 12;		// 从而计算出可用于分页处理的页面数。
  while (end_mem-- > 0)		// 最后将这些可用页面对应的页面映射数组清零。
    mem_map[i++] = 0;
}

// 计算内存空闲页面数并显示。
void
calc_mem (void)
{
  int i, j, k, free = 0;
  long *pg_tbl;

// 扫描内存页面映射数组mem_map[]，获取空闲页面数并显示。
  for (i = 0; i < PAGING_PAGES; i++)
    if (!mem_map[i])
      free++;
  printk ("%d pages free (of %d)\n\r", free, PAGING_PAGES);
// 扫描所有页目录项（除0，1 项），如果页目录项有效，则统计对应页表中有效页面数，并显示。
  for (i = 2; i < 1024; i++)
    {
      if (1 & pg_dir[i])
	{
	  pg_tbl = (long *) (0xfffff000 & pg_dir[i]);
	  10.5 page.s