Разработка ядра Linux

 return vma;

}

Первый параметр — адресное пространство, в котором выполняется поиск, параметр start_addr — это первый адрес интервала адресов, а параметр end_addr — последний адрес интервала.

Очевидно, что если функция find_vma() возвращает значение NULL, то это же значение будет возвращать и функция find_vma_intersection(). Если функция find_vma() возвращает существующую область VMA, то функция find_vma_intersection() возвратит ту же область только тогда, когда эта область не начинается после конца данного диапазона адресов. Если область памяти, которая возвращается функцией find_vma(), начинается после последнего адреса из указанного диапазона, то функция find_vma_intersection() возвращает значение NULL.

Функции mmap() и do_mmap() : создание интервала адресов

Функция do_mmap() используется ядром для создания нового линейного интервала адресов. Говорить, что эта функция создает новую область VMA, — технически не корректно, поскольку если создаваемый интервал адресов является смежным с существующим интервалом адресов и у этих интервалов одинаковые права доступа, то два интервала объединяются в один. Если это невозможно, то создается новая область VMA В любом случае функция do_mmap() — это функция, которая добавляет интервал адресов к адресному пространству процесса, независимо от того, создается ли при этом новая область VMA или расширяется существующая.

Функция do_mmap() объявлена в файле <linux/mm.h> следующим образом.

unsigned long do_mmap(struct file *file,

 unsigned long addr, unsigned long len,

 unsigned long prot, unsigned long flag,

 unsigned long offset);

Эта функция выполняет отображение на память содержимого файла file начиная с позиции в файле offset; размер отображаемого участка равен len байт. Значения параметров file и offset могут быть нулевыми, в этом случае отображение не будет резервироваться (сохраняться) в файле. Такое отображение называется анонимным (anonymous mapping). Если указан файл и смещение, то отображение называется отображением файла в память (file-backed mapping).

Параметр addr указывает (точнее, всего лишь подсказывает), откуда начинать поиск свободного интервала адресов.

Параметр prot указывает права доступа для страниц памяти в данной области. Возможные значение флагов зависят от аппаратной платформы и описаны в файле <asm/mman.h>. Хотя на практике для всех аппаратных платформ определены флаги, приведенные в табл. 14.2.

Таблица 14.2. Флаги защиты страниц памяти

Флаг	Влияние на страницы памяти в созданном интервале адресов
PROT_READ	Соответствует флагу VM_READ
PROT_WRITE	Соответствует флагу VM_WRITE
PROT_EXEC	Соответствует флагу VM_EXEC
PROT_NONE	К страницам памяти нет доступа

Параметр flags позволяет указать все остальные флаги области VMA Эти флаги также определены в <asm/mman.h> и приведены в табл. 14.3.

Таблица 14.3. Флаги защиты страниц памяти

Флаг	Влияние на созданный интервал адресов
MAP_SHARED	Отображение может быть совместно используемым
MAP_PRIVATE	Отображение не может быть совместно используемым
MAP_FIXED	Создаваемый интервал адресов должен начинаться с указанного адреса addr
MAP_ANONYMOUS	Отображение является анонимным, а не отображением файла
MAP_GROWSDOWN	Соответствует флагу VM_GROWSDOWN
MAP_DENYWRITE	Соответствует флагу VM_DENYWRITE
MAP_EXECUTABLE	Соответствует флагу VM_EXECUTABLE
MAP_LOCKED	Соответствует флагу VM_LOCKED
MAP_NORESERVE	Нет необходимости резервировать память для отображения
MAP_POPULATE	Предварительно заполнить (prefault) таблицы страниц
MAP_NONBLOCK	Не блокировать при операциях ввода-вывода

Если какой-либо из параметров имеет недопустимое значение, то функция do_mmap() возвращает отрицательное число. В противном случае создастся необходимый интервал адресов. Если это возможно, то этот интервал объединяется с соседней областью памяти. Если это невозможно, то создается новая структура vm_area_struct, которая выделяется в слябовом кэше vm_area_cachep. После этого новая область памяти добавляется в связанный список и красно-черное дерево областей памяти адресного пространства с помощью функции vma_link(). Затем обновляется значение поля total_vm в дескрипторе памяти. В конце концов, функция возвращает начальный адрес вновь созданного интервала адресов.

Системный вызов mmap()

Возможности функции do_mmap() экспортируются в пространство пользователя с помощью системного вызова mmap(), который определен следующим образом.

void *mmap2(void *start,

 size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t pgoff);

Этот системный вызов имеет имя mmap2(), т.е. второй вариант функции mmap(). Первоначальный вариант mmap() требовал в качестве последнего параметра смещение в байтах, а текущий вариант, mmap2(), — смещение в единицах размера страницы памяти. Это позволяет отображать файлы большего размера с большим значением смещения. Первоначальный вариант функции mmap(), который соответствует стандарту POSIX, доступен через библиотеку функций языка С, как функция mmap(), но в ядре уже не реализован. Новый вариант библиотечной функции называется mmap2(). Обе эти библиотечные функции используют системный вызов mmap2(). При этом библиотечная функция mmap() переводит значение смещения из байтов в количество страниц памяти.