Loading... # seL4 VSpace 分析 ## 地址空间结构  详见 seL4 启动流程一文。 ## 地址转换 seL4 内核中的基本地址有 3 类：`paddr`、`pptr`、`kpptr` | 地址类型 | 说明 | |:-----:|:-------------:| | paddr | 物理地址 | | pptr | 内核直接映射区域虚拟地址 | | kpptr | 内核 ELF 区域虚拟地址 | seL4 存在三个基本的地址转换： | 地址转换 | 别名 | 实现 | 说明 | |:-------------:|:--------------:|:-----------------------------:|:--------------------:| | ptrFromPAddr | paddr_to_pptr | paddr + PPTR_BASE_OFFSET | 从一个物理地址到内核可以解引用的虚拟地址 | | addrFromPPtr | pptr_to_paddr | pptr - PPTR_BASE_OFFSET | 从一个内核虚拟地址到物理地址 | | addrFromKPPtr | kpptr_to_paddr | pptr - KERNEL_ELF_BASE_OFFSET | 从一个内核 ELF 区域地址到物理地址 | 从逻辑上来说，内核动态构造的数据结构都是通过 `pptr` 进行访问，而内核 ELF 文件通过 ld 脚本对其中的各种段进行编址是从 `KERNEL_ELF_BASE` 开始。也就是说，内核静态对象引用地址减去 `KERNEL_ELF_BASE` 即是物理地址。 因此，可以看到 `activate_kernel_vspace` 中设置根页表使用了 `kpptr_to_paddr(&kernel_root_pageTable)` 得到物理地址，其中 `kernel_root_pageTable` 是一个 ELF 中的静态数组。 ## 关键函数分析 ### `getPPtrFromHWPTE(pte_t *pte)` #### 功能 给定页表项，获取下一级页表的虚拟地址。 #### 实现 将页表项 PPN 左移页帧大小，再翻译为虚拟地址。 ```c return PTE_PTR(ptrFromPAddr(pte_ptr_get_ppn(pte) << seL4_PageTableBits)); ``` ### `lookupPTSlot(pte_t *lvl1pt, vptr_t vptr)` #### 功能 给定一级页表指针和虚拟地址，返回对应页表项。 #### 实现 `ret.ptSlot` 指向 `vptr` 在给定 `lvl1pt` 页表的槽位地址。 ```c lookupPTSlot_ret_t ret; word_t level = CONFIG_PT_LEVELS - 1; pte_t *pt = lvl1pt; ret.ptBitsLeft = PT_INDEX_BITS * level + seL4_PageBits; ret.ptSlot = pt + ((vptr >> ret.ptBitsLeft) & MASK(PT_INDEX_BITS)); ``` 接下来逐层遍历，通过 `getPPtrFromHWPTE(ret.ptSlot)` 得到下一级页表。 ```c while (isPTEPageTable(ret.ptSlot) && likely(0 < level)) { level--; ret.ptBitsLeft -= PT_INDEX_BITS; pt = getPPtrFromHWPTE(ret.ptSlot); ret.ptSlot = pt + ((vptr >> ret.ptBitsLeft) & MASK(PT_INDEX_BITS)); } ``` ### `findVSpaceForASID(asid_t asid)` 根据一个 ASID，获取其一级页表的引用。 ### `deleteASIDPool(asid_t asid_base, asid_pool_t *pool)` 解除一个 ASID 与 ASID 池的绑定。执行此操作后，会将当前页表重置为当前线程页表。 ### `performASIDControlInvocation(void *frame, cte_t *slot, cte_t *parent, asid_t asid_base)` 为一个 ASID 绑定一个 ASID 池（对应一个物理页帧），并在对应槽位插入 `asid pool cap`。 ### `performASIDPoolInvocation(asid_t asid, asid_pool_t *poolPtr, cte_t *vspaceCapSlot)` #### 功能 为一个地址空间绑定一个 ASID，同时初始化页表。 #### 实现 为地址空间 cap 设置 ASID 等信息。 ```c cap_t cap = vspaceCapSlot->cap; pte_t *regionBase = PTE_PTR(cap_page_table_cap_get_capPTBasePtr(cap)); cap = cap_page_table_cap_set_capPTMappedASID(cap, asid); cap = cap_page_table_cap_set_capPTMappedAddress(cap, 0); cap = cap_page_table_cap_set_capPTIsMapped(cap, 1); vspaceCapSlot->cap = cap; ``` 为其页表拷贝全局映射。 ```c copyGlobalMappings(regionBase as usize); ``` 在 ASID Pool 对应位置记录页表基址。 ```c poolPtr->array[asid & MASK(asidLowBits)] = regionBase; ``` ### `unmapPageTable(asid_t asid, vptr_t vptr, pte_t *target_pt)` 根据 ASID 和虚拟地址，找到 `target_pt` 所在页表，删除对应页表项。 ### `unmapPage(page_size: usize, asid: asid_t, vptr: vptr_t, pptr: pptr_t)` 根据 ASID 和虚拟地址，删除一个从 `vptr` 到 `pptr` 的物理页映射。 与 `unmapPageTable` 类似，不过是删除叶子页表项。 最后修改：2023 年 08 月 26 日 © 允许规范转载 赞 0 如果觉得我的文章对你有用，请随意赞赏