los_vm_phys.h 文件参考

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结构体
struct	VmFreeList
struct	VmPhysSeg
	物理段描述符 更多...
struct	VmPhysArea
	物理区描述,仅用于方案商配置范围使用 更多...

类型定义
typedef struct VmPhysSeg	LosVmPhysSeg
	物理段描述符 更多...

枚举
enum	OsLruList {   VM_LRU_INACTIVE_ANON = 0 , VM_LRU_ACTIVE_ANON , VM_LRU_INACTIVE_FILE , VM_LRU_ACTIVE_FILE ,   VM_LRU_UNEVICTABLE , VM_NR_LRU_LISTS }
	Lru全称是Least Recently Used，即最近最久未使用的意思 针对匿名页和文件页各拆成对应链表。 更多...

函数
UINT32	OsVmPagesToOrder (size_t nPages)
	获取参数nPages对应的块组,例如 7 -> 2^3 返回 3 更多...
struct VmPhysSeg *	OsVmPhysSegGet (LosVmPage *page)
	获取物理页框所在段 更多...
LosVmPhysSeg *	OsGVmPhysSegGet (VOID)
VOID *	OsVmPageToVaddr (LosVmPage *page)
	通过page获取内核空间的虚拟地址 参考OsArchMmuInit #define SYS_MEM_BASE DDR_MEM_ADDR /* physical memory base 物理地址的起始地址 * / 本函数非常重要，通过一个物理地址找到内核虚拟地址 内核静态映射:提升虚实转化效率,段映射减少页表项 更多...
VOID	OsVmPhysSegAdd (VOID)
	添加物理段 更多...
VOID	OsVmPhysInit (VOID)
	物理段初始化 更多...
VOID	OsVmPhysAreaSizeAdjust (size_t size)
	段区域大小调整 更多...
UINT32	OsVmPhysPageNumGet (VOID)
	获得物理内存的总页数 更多...
LosVmPage *	OsVmVaddrToPage (VOID *ptr)
	通过虚拟地址找映射的物理页框 更多...
VOID	OsPhysSharePageCopy (PADDR_T oldPaddr, PADDR_T *newPaddr, LosVmPage *newPage)
	拷贝共享页面 更多...
VOID	OsVmPhysPagesFreeContiguous (LosVmPage *page, size_t nPages)
	连续的释放物理页框, 如果8页连在一块是一起释放的 更多...
LosVmPage *	OsVmPhysToPage (paddr_t pa, UINT8 segID)
	通过物理地址获取所属参数段的物理页框 更多...
LosVmPage *	OsVmPaddrToPage (paddr_t paddr)
LosVmPage *	LOS_PhysPageAlloc (VOID)
	申请一个物理页 更多...
VOID	LOS_PhysPageFree (LosVmPage *page)
	释放一个物理页框 更多...
size_t	LOS_PhysPagesAlloc (size_t nPages, LOS_DL_LIST *list)
	LOS_PhysPagesAlloc 分配nPages页个物理页框,并将页框挂入list 返回已分配的页面大小,不负责一定能分配到nPages的页框 更多...
size_t	LOS_PhysPagesFree (LOS_DL_LIST *list)
	释放双链表中的所有节点内存,本质是回归到伙伴orderlist中 更多...
VOID *	LOS_PhysPagesAllocContiguous (size_t nPages)
	分配连续的物理页 更多...
VOID	LOS_PhysPagesFreeContiguous (VOID *ptr, size_t nPages)
	释放指定页数地址连续的物理内存 更多...
VADDR_T *	LOS_PaddrToKVaddr (PADDR_T paddr)
	通过物理地址获取内核虚拟地址 更多...
PADDR_T	OsKVaddrToPaddr (VADDR_T kvaddr)

变量
struct VmPhysSeg	g_vmPhysSeg [VM_PHYS_SEG_MAX]
	物理内存采用段页式管理,先切段后伙伴算法页 更多...
INT32	g_vmPhysSegNum
	段总数 更多...

类型定义说明

LosVmPhysSeg

typedef struct VmPhysSeg LosVmPhysSeg

物理段描述符

枚举类型说明

OsLruList

enum OsLruList

Lru全称是Least Recently Used，即最近最久未使用的意思 针对匿名页和文件页各拆成对应链表。

枚举值
VM_LRU_INACTIVE_ANON	非活动匿名页（swap）
VM_LRU_ACTIVE_ANON	活动匿名页（swap）
VM_LRU_INACTIVE_FILE	非活动文件页（磁盘）
VM_LRU_ACTIVE_FILE	活动文件页（磁盘）
VM_LRU_UNEVICTABLE	禁止换出的页
VM_NR_LRU_LISTS

在文件 los_vm_phys.h 第 74 行定义.

               {// 页属性
    VM_LRU_INACTIVE_ANON = 0,   ///< 非活动匿名页（swap）
    VM_LRU_ACTIVE_ANON,         ///< 活动匿名页（swap）
    VM_LRU_INACTIVE_FILE,       ///< 非活动文件页（磁盘）
    VM_LRU_ACTIVE_FILE,         ///< 活动文件页（磁盘）
    VM_LRU_UNEVICTABLE,         ///< 禁止换出的页
    VM_NR_LRU_LISTS
};

函数说明

LOS_PaddrToKVaddr()

VADDR_T * LOS_PaddrToKVaddr

(

PADDR_T

paddr

)

通过物理地址获取内核虚拟地址

在文件 los_vm_phys.c 第 688 行定义.

{
    if ((paddr < DDR_MEM_ADDR) || (paddr >= ((PADDR_T)DDR_MEM_ADDR + DDR_MEM_SIZE))) {
        return NULL;
    }
 
    return (VADDR_T *)DMA_TO_VMM_ADDR(paddr);
}

这是这个函数的调用关系图:

LOS_PhysPageAlloc()

LosVmPage * LOS_PhysPageAlloc

(

VOID

)

申请一个物理页

在文件 los_vm_phys.c 第 566 行定义.

{
    return OsVmPhysPagesGet(ONE_PAGE);//分配一页物理页
}

函数调用图:

这是这个函数的调用关系图:

LOS_PhysPageFree()

VOID LOS_PhysPageFree

(

LosVmPage *

page

)

释放一个物理页框

在文件 los_vm_phys.c 第 546 行定义.

{
    UINT32 intSave;
    struct VmPhysSeg *seg = NULL;
 
    if (page == NULL) {
        return;
    }
 
    if (LOS_AtomicDecRet(&page->refCounts) <= 0) {//减少引用数后不能小于0
        seg = &g_vmPhysSeg[page->segID];
        LOS_SpinLockSave(&seg->freeListLock, &intSave);
 
        OsVmPhysPagesFreeContiguous(page, ONE_PAGE);//释放一页
        LOS_AtomicSet(&page->refCounts, 0);//只要物理内存被释放了,引用数就必须得重置为 0
 
        LOS_SpinUnlockRestore(&seg->freeListLock, intSave);
    }
}

函数调用图:

这是这个函数的调用关系图:

LOS_PhysPagesAlloc()

size_t LOS_PhysPagesAlloc	(	size_t	nPages,
		LOS_DL_LIST *	list
	)

LOS_PhysPagesAlloc 分配nPages页个物理页框,并将页框挂入list
返回已分配的页面大小,不负责一定能分配到nPages的页框

参数

list
nPages

返回

参见

在文件 los_vm_phys.c 第 581 行定义.

{
    LosVmPage *page = NULL;
    size_t count = 0;
 
    if ((list == NULL) || (nPages == 0)) {
        return 0;
    }
 
    while (nPages--) {
        page = OsVmPhysPagesGet(ONE_PAGE);//一页一页分配，由伙伴算法分配
        if (page == NULL) {
            break;
        }
        LOS_ListTailInsert(list, &page->node);//从参数链表list尾部挂入新页面结点
        count++;
    }
 
    return count;
}

函数调用图:

这是这个函数的调用关系图:

LOS_PhysPagesAllocContiguous()

VOID * LOS_PhysPagesAllocContiguous

(

size_t

nPages

)

分配连续的物理页

在文件 los_vm_phys.c 第 478 行定义.

{
    LosVmPage *page = NULL;
 
    if (nPages == 0) {
        return NULL;
    }
    //鸿蒙 nPages 不能大于 2^8 次方,即256个页,1M内存,仅限于内核态,用户态不限制分配大小.
    page = OsVmPhysPagesGet(nPages);//通过伙伴算法获取物理上连续的页
    if (page == NULL) {
        return NULL;
    }
 
    return OsVmPageToVaddr(page);//通过物理页找虚拟地址
}

函数调用图:

这是这个函数的调用关系图:

LOS_PhysPagesFree()

size_t LOS_PhysPagesFree

(

LOS_DL_LIST *

list

)

释放双链表中的所有节点内存,本质是回归到伙伴orderlist中

在文件 los_vm_phys.c 第 661 行定义.

{
    UINT32 intSave;
    LosVmPage *page = NULL;
    LosVmPage *nPage = NULL;
    LosVmPhysSeg *seg = NULL;
    size_t count = 0;
 
    if (list == NULL) {
        return 0;
    }
 
    LOS_DL_LIST_FOR_EACH_ENTRY_SAFE(page, nPage, list, LosVmPage, node) {//宏循环
        LOS_ListDelete(&page->node);//先把自己摘出去
        if (LOS_AtomicDecRet(&page->refCounts) <= 0) {//无引用
            seg = &g_vmPhysSeg[page->segID];//获取物理段
            LOS_SpinLockSave(&seg->freeListLock, &intSave);//锁住freeList
            OsVmPhysPagesFreeContiguous(page, ONE_PAGE);//连续释放,注意这里的ONE_PAGE其实有误导,让人以为是释放4K,其实是指连续的物理页框,如果3页连在一块是一起释放的.
            LOS_AtomicSet(&page->refCounts, 0);//引用重置为0
            LOS_SpinUnlockRestore(&seg->freeListLock, intSave);//恢复锁
        }
        count++;//继续取下一个node
    }
 
    return count;
}

函数调用图:

这是这个函数的调用关系图:

LOS_PhysPagesFreeContiguous()

VOID LOS_PhysPagesFreeContiguous	(	VOID *	ptr,
		size_t	nPages
	)

释放指定页数地址连续的物理内存

在文件 los_vm_phys.c 第 494 行定义.

{
    UINT32 intSave;
    struct VmPhysSeg *seg = NULL;
    LosVmPage *page = NULL;
 
    if (ptr == NULL) {
        return;
    }
 
    page = OsVmVaddrToPage(ptr);//通过虚拟地址找到页框
    if (page == NULL) {
        VM_ERR("vm page of ptr(%#x) is null", ptr);
        return;
    }
    page->nPages = 0;//被分配的页数置为0,表示不被分配
 
    seg = &g_vmPhysSeg[page->segID];
    LOS_SpinLockSave(&seg->freeListLock, &intSave);
 
    OsVmPhysPagesFreeContiguous(page, nPages);//具体释放实现
 
    LOS_SpinUnlockRestore(&seg->freeListLock, intSave);
}

函数调用图:

这是这个函数的调用关系图:

OsGVmPhysSegGet()

LosVmPhysSeg * OsGVmPhysSegGet

(

VOID

)

OsKVaddrToPaddr()

PADDR_T OsKVaddrToPaddr

(

VADDR_T

kvaddr

)

在文件 los_vm_phys.c 第 519 行定义.

{
    if (kvaddr == 0) {
        return 0;
    }
    return (kvaddr - KERNEL_ASPACE_BASE + SYS_MEM_BASE);
}

这是这个函数的调用关系图:

OsPhysSharePageCopy()

VOID OsPhysSharePageCopy	(	PADDR_T	oldPaddr,
		PADDR_T *	newPaddr,
		LosVmPage *	newPage
	)

拷贝共享页面

在文件 los_vm_phys.c 第 602 行定义.

{
    UINT32 intSave;
    LosVmPage *oldPage = NULL;
    VOID *newMem = NULL;
    VOID *oldMem = NULL;
    LosVmPhysSeg *seg = NULL;
 
    if ((newPage == NULL) || (newPaddr == NULL)) {
        VM_ERR("new Page invalid");
        return;
    }
 
    oldPage = LOS_VmPageGet(oldPaddr);//由物理地址得到页框
    if (oldPage == NULL) {
        VM_ERR("invalid oldPaddr %p", oldPaddr);
        return;
    }
 
    seg = &g_vmPhysSeg[oldPage->segID];//拿到物理段
    LOS_SpinLockSave(&seg->freeListLock, &intSave);
    if (LOS_AtomicRead(&oldPage->refCounts) == 1) {//页面引用次数仅一次,说明只有一个进程在操作
        *newPaddr = oldPaddr;//新老指向同一块物理地址
    } else {//是个共享内存
        newMem = LOS_PaddrToKVaddr(*newPaddr);  //新页虚拟地址
        oldMem = LOS_PaddrToKVaddr(oldPaddr);   //老页虚拟地址
        if ((newMem == NULL) || (oldMem == NULL)) {
            LOS_SpinUnlockRestore(&seg->freeListLock, intSave);
            return;
        }//请记住,在保护模式下,物理地址只能用于计算,操作(包括拷贝)需要虚拟地址! 
        if (memcpy_s(newMem, PAGE_SIZE, oldMem, PAGE_SIZE) != EOK) {//老页内容复制给新页,需操作虚拟地址,拷贝一页数据
            VM_ERR("memcpy_s failed");
        }
 
        LOS_AtomicInc(&newPage->refCounts);//新页引用次数以原子方式自动减量 
        LOS_AtomicDec(&oldPage->refCounts);//老页引用次数以原子方式自动减量
    }
    LOS_SpinUnlockRestore(&seg->freeListLock, intSave);
    return;
}

函数调用图:

这是这个函数的调用关系图:

OsVmPaddrToPage()

LosVmPage * OsVmPaddrToPage

(

paddr_t

paddr

)

在文件 los_vm_phys.c 第 267 行定义.

{
    INT32 segID;
    LosVmPage *vmPage = NULL;
 
    for (segID = 0; segID < g_vmPhysSegNum; segID++) {
        vmPage = OsVmPhysToPage(paddr, segID);
        if (vmPage != NULL) {
            return vmPage;
        }
    }
    return NULL;
}

函数调用图:

这是这个函数的调用关系图:

OsVmPagesToOrder()

UINT32 OsVmPagesToOrder

(

size_t

nPages

)

获取参数nPages对应的块组,例如 7 -> 2^3 返回 3

在文件 los_vm_phys.c 第 652 行定义.

{
    UINT32 order;
 
    for (order = 0; VM_ORDER_TO_PAGES(order) < nPages; order++);
 
    return order;
}

这是这个函数的调用关系图:

OsVmPageToVaddr()

VOID * OsVmPageToVaddr

(

LosVmPage *

page

)

通过page获取内核空间的虚拟地址 参考OsArchMmuInit
#define SYS_MEM_BASE DDR_MEM_ADDR /* physical memory base 物理地址的起始地址 * /
本函数非常重要，通过一个物理地址找到内核虚拟地址
内核静态映射:提升虚实转化效率,段映射减少页表项

参数

page

返回

VOID*

在文件 los_vm_phys.c 第 288 行定义.

{
    VADDR_T vaddr;
    vaddr = KERNEL_ASPACE_BASE + page->physAddr - SYS_MEM_BASE;//表示申请的物理地址在物理空间的偏移量等于映射的虚拟地址在内核空间的偏移量
    return (VOID *)(UINTPTR)vaddr;//不需要存储映射关系，这简直就是神来之笔，拍案叫绝。@note_good 详见 鸿蒙内核源码分析(页表管理篇)
}

这是这个函数的调用关系图:

OsVmPhysAreaSizeAdjust()

VOID OsVmPhysAreaSizeAdjust

(

size_t

size

)

段区域大小调整

在文件 los_vm_phys.c 第 141 行定义.

{
    /*
     * The first physics memory segment is used for kernel image and kernel heap,
     * so just need to adjust the first one here.
     */
    g_physArea[0].start += size;
    g_physArea[0].size -= size;
}

这是这个函数的调用关系图:

OsVmPhysInit()

VOID OsVmPhysInit

(

VOID

)

物理段初始化

在文件 los_vm_phys.c 第 181 行定义.

{
    struct VmPhysSeg *seg = NULL;
    UINT32 nPages = 0;
    int i;
 
    for (i = 0; i < g_vmPhysSegNum; i++) {
        seg = &g_vmPhysSeg[i];
        seg->pageBase = &g_vmPageArray[nPages];//记录本段首页物理页框地址
        nPages += seg->size >> PAGE_SHIFT;//偏移12位,按4K一页,算出本段总页数
        OsVmPhysFreeListInit(seg);  //初始化空闲链表,分配页框使用伙伴算法
        OsVmPhysLruInit(seg);       //初始化LRU置换链表
    }
}

函数调用图:

这是这个函数的调用关系图:

OsVmPhysPageNumGet()

UINT32 OsVmPhysPageNumGet

(

VOID

)

获得物理内存的总页数

在文件 los_vm_phys.c 第 152 行定义.

{
    UINT32 nPages = 0;
    INT32 i;
 
    for (i = 0; i < (sizeof(g_physArea) / sizeof(g_physArea[0])); i++) {
        nPages += g_physArea[i].size >> PAGE_SHIFT;//右移12位，相当于除以4K, 计算出总页数
    }
 
    return nPages;//返回所有物理内存总页数
}

这是这个函数的调用关系图:

OsVmPhysPagesFreeContiguous()

VOID OsVmPhysPagesFreeContiguous	(	LosVmPage *	page,
		size_t	nPages
	)

连续的释放物理页框, 如果8页连在一块是一起释放的

在文件 los_vm_phys.c 第 420 行定义.

{
    paddr_t pa;
    UINT32 order;
    size_t n;
 
    while (TRUE) {//死循环
        pa = VM_PAGE_TO_PHYS(page);//获取页面物理地址
        order = VM_PHYS_TO_ORDER(pa);//通过物理地址找到伙伴算法的级别
        n = VM_ORDER_TO_PAGES(order);//通过级别找到物理页块 (1<<order),意思是如果order=3，就可以释放8个页块
        if (n > nPages) {//nPages只剩下小于2^order时，退出循环
            break;
        }
        OsVmPhysPagesFree(page, order);//释放伙伴算法对应块组
        nPages -= n;//总页数减少
        page += n;//释放的页数增多
    }
    //举例剩下 7个页框时，依次用 2^2 2^1 2^0 方式释放
    while (nPages > 0) {
        order = LOS_HighBitGet(nPages);//从高到低块组释放
        n = VM_ORDER_TO_PAGES(order);//2^order次方
        OsVmPhysPagesFree(page, order);//释放块组
        nPages -= n;
        page += n;//相当于page[n]
    }
}

函数调用图:

这是这个函数的调用关系图:

OsVmPhysSegAdd()

VOID OsVmPhysSegAdd

(

VOID

)

添加物理段

在文件 los_vm_phys.c 第 127 行定义.

{
    INT32 i, ret;
 
    LOS_ASSERT(g_vmPhysSegNum < VM_PHYS_SEG_MAX);
    
    for (i = 0; i < (sizeof(g_physArea) / sizeof(g_physArea[0])); i++) {//遍历g_physArea数组
        ret = OsVmPhysSegCreate(g_physArea[i].start, g_physArea[i].size);//由区划分转成段管理
        if (ret != 0) {
            VM_ERR("create phys seg failed");
        }
    }
}

函数调用图:

这是这个函数的调用关系图:

OsVmPhysSegGet()

struct VmPhysSeg * OsVmPhysSegGet

(

LosVmPage *

page

)

获取物理页框所在段

在文件 los_vm_phys.c 第 643 行定义.

{
    if ((page == NULL) || (page->segID >= VM_PHYS_SEG_MAX)) {
        return NULL;
    }
 
    return (OsGVmPhysSegGet() + page->segID);//等用于OsGVmPhysSegGet()[page->segID]
}

函数调用图:

这是这个函数的调用关系图:

OsVmPhysToPage()

LosVmPage * OsVmPhysToPage	(	paddr_t	pa,
		UINT8	segID
	)

通过物理地址获取所属参数段的物理页框

在文件 los_vm_phys.c 第 250 行定义.

{
    struct VmPhysSeg *seg = NULL;
    paddr_t offset;
 
    if (segID >= VM_PHYS_SEG_MAX) {
        LOS_Panic("The page segment id(%d) is invalid\n", segID);
    }
    seg = &g_vmPhysSeg[segID];
    if ((pa < seg->start) || (pa >= (seg->start + seg->size))) {
        return NULL;
    }
 
    offset = pa - seg->start;//得到物理地址的偏移量
    return (seg->pageBase + (offset >> PAGE_SHIFT));//得到对应的物理页框
}

函数调用图:

这是这个函数的调用关系图:

OsVmVaddrToPage()

LosVmPage * OsVmVaddrToPage

(

VOID *

ptr

)

通过虚拟地址找映射的物理页框

在文件 los_vm_phys.c 第 295 行定义.

{
    struct VmPhysSeg *seg = NULL;
    PADDR_T pa = LOS_PaddrQuery(ptr);//通过空间的虚拟地址查询物理地址
    UINT32 segID;
 
    for (segID = 0; segID < g_vmPhysSegNum; segID++) {//遍历所有段
        seg = &g_vmPhysSeg[segID];
        if ((pa >= seg->start) && (pa < (seg->start + seg->size))) {//找到物理地址所在的段
            return seg->pageBase + ((pa - seg->start) >> PAGE_SHIFT);//段基地址+页偏移索引 得到虚拟地址经映射所在物理页框
        }
    }
 
    return NULL;
}

函数调用图:

这是这个函数的调用关系图:

变量说明

g_vmPhysSeg

struct VmPhysSeg g_vmPhysSeg[VM_PHYS_SEG_MAX]

extern

物理内存采用段页式管理,先切段后伙伴算法页

物理内存采用段页式管理,先切段后伙伴算法页

在文件 los_vm_phys.c 第 87 行定义.

g_vmPhysSegNum

INT32 g_vmPhysSegNum

extern

段总数

段数

在文件 los_vm_phys.c 第 88 行定义.