UNIX内核分析2课件

UNIX内核分析(2)参考教材：UNIX操作系统教程

软中断(1)软中断是Unix系统提供的进程间通讯的一个机构，进程间可以利用其发送少量信息，并作适当处理；同组之间可以通过37#系统调用kill相互发送软中断信号S5提供了19种软中断信号，13个具有标准名字的约定，终端类型号0解释为“没有中断”相关结构：p-sig：进程接收的信号类型数u-signal[NSIG]：软中断处理程序入口表，20个元素软中断(2)发送软中断信号，按信号类型设置p-sig的某一位；如果接受进程睡眠在可被中断的优先级上，则唤醒当一个进程从核心态返回用户态，或者进入/离开低优先级睡眠时，核心态检查其是否收到软中断信号；而仅当进程从核心态返回用户态时，核心才处理软中断进程在核心态运行时，软中断不会立即起作用软中断处理入口表u-signal[NSIG]根据表项中元素不同值，有三种信号处理方式值为0：处理方式为终止本进程；值为奇数：对该信号不作处理；值为非零偶数：表示信号处理程序入口地址。u-signal[NSIG]表中各元素的值可通过48#系统调用signal(sig,func)预制，其处理程序是ssig()NSIG=20：0-19sig：信号类型号，保存在u-arg[0]func：对该信号的处理方式，保存在u-arg[1]对于信号SIGKIL/终止进程，func不能设置信号处理方式预制程序ssig(){registera;a=u.u-arg[0];/*取参数sigif(a<=0||a>=NISG||a==SIGKIL){u.u-error=EINVAL;/*非法参数return}u.u-ar0[R0]=u.u-signal[a]/*保存原先处理方式u.u-signal[a]=u.u-arg[1];if(u.u-procp→p-sig==a)/*如果以前已经收到该信号u.u-procp→p-sig=0;/*处理方式已改变，清除原收到信号}signal(sig,func)用户通过该系统调用实现预制例如：signal(2,1);将u-signal[2]设置为1/奇数实现不理会2号类型软中断的设置

PDP-11内存管理机构UnixS5思想：分页，支持内存、外存之间的进程对换支持请求调页的存储管理PDP-11虚地址字字长16位，每个进程的最大程序地址空间216=64KBCPU总线寻址能力18位/256KB。其中：最高8KB固定为I/O页，所以内存最大容量为248KB程序16位地址称为虚地址，64KB分成8页，8KB/页每页划分为128个字符块，64B/块由于程序可以小于64KB，有些页可能局部/完全空白空白部分留作扩展使用系统按照实际使用页长分配内存虚地址字划分结构1514131211109876543210APFActivepagefield0-7页BNBlocknumber0-127块DIBDisplacementinblock0-63B内存管理寄存器(2)页说明寄存器PDR/上图存取控制字段ACF(accesscontrolfield):说明对该页的存取控制权限00：不驻在内存01：readonly10：未用11：R/W扩展方向位：ED(extend)

如果某页实际使用小于128块(8KB)，则ED说明空白部分在高/低地址一侧，即扩展时的扩展方向。ED=0:高地址一侧;ED=1:低地址一侧

例如：Unix系统中，共享代码段/数据段：ED=0；栈段：ED=1PLF/pagelengthfieldWEDACF0123681415内存管理寄存器(3)存取信息位W-修改位W=1，表示修改过页长字段PLF：说明虚页的实际使用长度，1~128块如果ED=0/向高地址方向扩展：则PLF=实际使用长度-1；例如：实际使用长度为128，则PLF=127如果ED=1：则PLF=128-实际使用长度；例如：实际使用长度为128，则PLF=0用补码表示实际使用长度PLF值表示在相应扩展方向上该虚页实际使用的最末块块号，便于越界检查虚地址到物理地址转换总线寻址能力为18位，形成256KB的物理地址1514131211109876543210APFBNDIBPAF物理块号DIB05617011+找对应页的PAR虚/实地址映照Unix分别用KISA(0-7)和KISD(0-7)存放核心态下进程内存使用情况KISA类似PAR/页地址寄存器KISD类似PDR/页说明寄存器用户态下现行进程内存使用情况分别用UISA/UISD存放KISA/KISD(0-5)和KISA/KISD(7)在系统初启后就固定，不再变化；KISA/KISD(6)总是指向当前运行进程的ppda区从KISA6指向的ppda区user结构中可以得到u-procp，它指向当前运行进程的proc[]用户态虚/实地址映照以前面幻灯片图2数字为例tata+128ta+256dada+128da+256未用da+224128RO128RO64RO128RW128RW32RW0064RW/EDUISAUISDta

是进程共享正文段在内存的起始地址da

是进程数据段在内存的起始地址：da=p-addr+16内存空间tappda/16块栈段0.5页daP-addrda+352虚/实地址映照UISA/UISD只有一组，保存当前运行进程页表表目；其他进程页表表目保存在user[](u-uisa/u-uisd[16])u-uisd内容与UISD完全相同；而u-uisa内容则略有区别，它是假设ta、p-addr皆为0而构造的。见右u-uisa/u-uisd由estabur()创建u-uisa/u-uisd->UISA/UISD由sureg()完成01282561616+12816+256未用16+224u-uisa存储资源管理存储分配：firstfit/malloc(mp,size)mp:coremap/s存储释放：mfree(mp,size,释放区起址)存储保护虚/实映射机构基本上使各进程相互隔离，达到保护各进程占用独立的存储区，且不会重叠进程在核心