Шрифт:
Таблица 14.1. Флаги областей VMA
| Флаг | Влияние на область VMA и на ее страницы памяти |
|---|---|
VM_READ | Из страниц памяти можно считывать информацию |
VM_WRITE | В страницы памяти можно записывать информацию |
VM_EXEC | Можно выполнять код, хранящийся в страницах памяти |
VM_SHARED | Страницы памяти являются совместно используемыми |
VM_MAYREAD | Можно устанавливать флаг VM_READ |
VM_MAYWRITE | Можно устанавливать флаг VM_WRITE |
VM_MAYEXEC | Можно устанавливать флаг VM_EXEC |
VM_MAYSHARE | Можно устанавливать флаг VM_SHARED |
VM_GROWSDOWN | Область памяти может расширяться "вниз" |
VM_GROWSUP | Область памяти может расширяться "вверх" |
VM_SHM | Область используется для разделяемой (совместно используемой) памяти |
VM_DENYWRITE | В область отображается файл, в который нельзя выполнять запись |
VM_EXECUTABLE | В область отображается выполняемый файл |
VM_LOCKED | Страницы памяти в области являются заблокированными |
VM_IQ | В область памяти отображается пространство ввода-вывода аппаратного устройства |
VM_SEQ_READ | К страницам памяти, вероятнее всего, осуществляется последовательный доступ |
VM_RAND_READ | К страницам памяти, вероятнее всего, осуществляется случайный доступ |
VM_DONTCOPY | Область памяти не должна копироваться при вызове fork |
VM_DONTEXPAND | Область памяти не может быть увеличена с помощью вызова remap |
VM_RESERVED | Область памяти не должна откачиваться на диск |
VM_ACCOUNT | Область памяти является объектом, по которому выполняется учет ресурсов |
VM_HUGETLB | В области памяти используются гигантские ( hugetlb ) страницы памяти |
VM_NONLINEAR | Область памяти содержит нелинейное отображение |
Рассмотрим подробнее назначение наиболее интересных и важных флагов. Флаги
VM_READ
, VM_WRITE
и VM_EXEC
указывают обычные права на чтение-запись и выполнение для страниц памяти, которые принадлежат данной области памяти. При необходимости их можно комбинировать для формирования соответствующих прав доступа. Например, отображение выполняемого кода процесса может быть выполнено с указанием флагов VM_READ
и VM_EXEC
, но никак не с указанием флага VM_WRITE
. С другой стороны, сегмент данных из выполняемого файла может отображаться с указанием флагов VM_READ
и VM_WRITE
, указывать при этом флаг VM_EXEC
не имеет смысла. Файл данных, который отображается только для чтения, должен отображаться с указанием только флага VM_READ
. Флаг
VM_SHARED
указывает на то, что область памяти содержит отображение, которое может совместно использоваться несколькими процессами. Если этот флаг установлен, то такое отображение называют совместно используемым (shared mapping), что интуитивно понятно. Если этот флаг не установлен, то такое отображение доступно только одному процессу и оно называется частным отображением, (private mapping). Флаг
VM_IO
указывает, что область памяти содержит отображение области ввода-вывода аппаратного устройства. Этот флаг обычно устанавливается драйверами устройств при выполнении вызова mmap
для отображения в память области ввода-вывода аппаратного устройства. Кроме всего прочего, этот флаг указывает, что область памяти не должна включаться в файл core процесса. Флаг VM_RESERVED
указывает, что область памяти не должна откачиваться на диск. Этот флаг также укалывается при отображении на память областей ввода-вывода аппаратных устройств. Флаг
VM_SBQ_READ
является подсказкой ядру, что приложение выполняет последовательное (т.е. линейное и непрерывное) чтение из соответствующего отображения. При этом ядро может повысить производительность чтения за счет выполнения упреждающего чтения (read-ahead) из отображаемого файла. Флаг VM_RAND_READ
указывает обратное, т.е. приложение выполняет операции чтения из случайно выбранных мест отображения (т.е. не последовательно). При этом ядро может уменьшить или совсем отключить выполнение упреждающего чтения из отображаемого файла. Эти флаги устанавливаются с помощью системного вызова madvice
путем указания соответственно флагов MADV_SEQUENTIAL
и MADV_RANDOM
для этого вызова. Упреждающее чтение — это последовательное чтение несколько большего количества данных, чем было запрошено, в надежде на то, что дополнительно считанные данные могут скоро понадобиться. Такой режим полезен для приложений, которые считывают данные последовательно. Однако если считывание данных выполняется случайным образом, то режим упреждающего чтения не эффективен. Операции с областями VMA
Поле
vm_ops
структуры vm_area_struct
содержит указатель на таблицу операций, которые связаны с данной областью памяти и которые ядро может вызывать для манипуляций с областью VMA. Структура vm_area_struct
служит общим объектом для представления всех типов областей виртуальной памяти, а в таблице операций описаны конкретные методы, которые могут быть применены к каждому конкретному экземпляру объекта. Таблица операций представлена с помощью структуры
vm_operations_struct
, которая определена в файле <linux/mm.h>
следующим образом. struct vm_operations_struct {
void (*open)(struct vm_area_struct*);
void (*close)(struct vm_area_struct*);
struct page* (*nopage)(struct vm_area_struct*, unsigned long, int);
int (*populate)(struct vm_area struct*, unsigned long,
unsigned long, pgprot_t, unsigned long, int);
};
Рассмотрим каждый метод в отдельности.
•
void open(struct vm_area_struct *area);
Эта функция вызывается, когда соответствующая область памяти добавляется в адресное пространство.
•
void close(struct vm_area_struct *area);
Эта функция вызывается, когда соответствующая область памяти удаляется из адресного пространства.
•
struct page* nopage(struct vm_area_struct *area,
unsigned long address, int unused);
Эта функция вызывается обработчиком прерывания из-за отсутствия страницы (page fault), когда производится доступ к странице, которая отсутствует в физической памяти.
•
int populate(struct vm_area_struct *area,
unsigned long address, unsigned long len, pgprot_t prot,
unsigned long pgoff, int nonblock);
Эта функция вызывается из системного вызова
remap_pages
для предварительного заполнения таблиц страниц области памяти (prefault) при создании нового отображения. Списки и деревья областей памяти
Как уже рассказывалось, к областям памяти осуществляется доступ с помощью двух структур данных дескриптора памяти: полей
mmap
и mm_rb
. Эти две структуры данных независимо друг от друга указывают на все области памяти, связанные с данным дескриптором памяти. Они содержат указатели на одни и те же структуры vm_area_struct
, просто эти указатели связаны друг с другом по-разному.