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h2w-title:ヒープ領域の拡張とファイルマッピング
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== ヒープ領域の拡張とファイルマッピング == #SECTION04321000000000000000
プロセス空間の生成・拡張は do_mmap関数、do_brk関数で実現している. do_mmap関数、do_brk関数で実現している.
第一引き数にNULLを指定してdo_mmap関数を呼び出した場合, 指定されたアドレス範囲を管理するvm_area_structが確保され, その範囲の仮想空間の生成のみを行う. 第一引き数にファイルを渡した場合, 上記処理に加え、生成した仮想空間へのファイルのマッピング処理を行う. mmapシステムコールだけでなく、execシステムコール時のファイルマッピングでも呼び出される。
プロセスの初期値無しデータ域、brkシステムコールによるヒープ領域の拡張には、このdo_mmap関数のサブセット的な関数dp_brk関数が利用される。ファイルマップを行わないdo_mmap関数の処理に相当する。
{{{
do_mmap(ファイル構造体、アドレス、サイズ、プロテクション...)
{
固定仮想アドレス指定で無い場合、空いている仮想空間を検索する。
仮想空間管理構造体vm_area_structを確保する。
vm_area_structを初期化、仮想空間を予約する。
if (ファイル指定？) {
仮想空間管理構造体vm_area_structにファイル構造体を登録
ファイル構造体のmmapオペレーションを呼び出す。
(ext2fsの場合はgeneric_file_mmap関数)
}
可能なら隣り合ったvm同士でマージする(merge_segments関数)
}
do_brk(アドレス、サイズ)
{
仮想空間管理構造体vm_area_structを確保する。
vm_area_structを初期化、仮想空間を予約する。
可能なら隣り合ったvm同士でマージする(merge_segments関数)
}
}}}
ext2ファイルシステムの場合は、mmapファイルオペレーションとして以下の関数が登録されている。(他のファイルシステムやドライバは別の関数が登録されることもある）この関数では、仮想空間管理構造体に仮想空間オペレーションテーブルvm_operations_structを登録する。以後の空間操作処理ではこのテーブルを通して関数が呼び出される。
{{{
generic_file_mmap(ファイル構造体, 仮想空間管理構造体vm_area_struct)
{
if (共有モードのファイルマッピングか？) {
file_shared_mmapを仮想空間オペレーションテーブル
として仮想空間管理構造体vm_area_structに登録
} else {
file_private_mmapを仮想空間オペレーションテーブル
として仮想空間管理構造体vm_area_structに登録
}
vm_operations_struct file_private_mmap = {
NULL, /* open */
NULL, /* close */
NULL, /* unmap */
NULL, /* protect */
NULL, /* sync */
NULL, /* advise */
filemap_nopage, /* nopage */
NULL, /* wppage */
NULL, /* swapout */
};
vm_operations_struct file_shared_mmap = {
NULL, /* no special open */
NULL, /* no special close */
filemap_unmap, /* unmap - we need to sync the pages */
NULL, /* no special protect */
filemap_sync, /* sync */
NULL, /* advise */
filemap_nopage, /* nopage */
NULL, /* wppage */
filemap_swapout, /* swapout */
};
}}}
今後の説明では、フィアルマップされた空間(プログラムのテキスト領域、データ領域など)と、ファイルマップされていない空間(bss領域やスタック領域など)を例にとり、その動作をイメージ的に示していく。PTE中のDはdirtyビット、Wは書き込み可能ビット、PはPTEの有効性を示すビットである。大文字はそのビットが立っていることを示し、小文字のときはビットが落ちていることを示す。
生成されたばかりのプロセス空間は、仮想空間だけは存在するが、PTEの中身は全て空であり、物理メモリは割り当てられていない。
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''(NIS)HirokazuTakahashi [[BR]]2000年12月09日 (土) 23時55分06秒 JST''1
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