增加了内核栈和pid结构体, 用于单独管理每个应用的内核栈, 和对应的PID
zhangxinyu
2 years ago
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b5bd4bfee7
@ -0,0 +1,122 @@
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use alloc::vec::Vec;
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use lazy_static::lazy_static;
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use crate::config::{KERNEL_STACK_SIZE, PAGE_SIZE, TRAMPOLINE};
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use crate::mm::memory_set::{KERNEL_SPACE, MapPermission};
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use crate::sync::UPSafeCell;
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// pid分配器
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pub struct PidAllocator {
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current: usize, // 当前分配到多少号了
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recycled: Vec<usize>, // 被回收的pid, 后续可以再次利用
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}
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// 全局的pid分配器
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lazy_static! {
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pub static ref PID_ALLOCATOR: UPSafeCell<PidAllocator> =
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unsafe { UPSafeCell::new(PidAllocator::new()) };
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}
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impl PidAllocator {
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pub fn new() -> Self {
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Self {
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current: 0,
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recycled: Vec::new(),
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}
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}
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}
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impl PidAllocator {
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// 分配一个pid
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pub fn alloc(&mut self) -> PidHandle {
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if let Some(pid) = self.recycled.pop() {
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PidHandle(pid)
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} else {
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let current = self.current;
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self.current += 1;
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PidHandle(current)
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}
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}
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// 取消分配一个pid
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pub fn dealloc(&mut self, pid: usize) {
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assert!(pid < self.current);
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// 防止二次释放
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assert!(
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!self.recycled.iter().any(|tmp_pid| *tmp_pid == pid),
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"pid {} has been deallocated!",
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pid
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);
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self.recycled.push(pid);
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}
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}
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// 用来表示进程的唯一标识符, RAII思想来进行释放管理
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pub struct PidHandle(pub usize);
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// pid_handle 被drop时, 同时把pid 还给全局管理器
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impl Drop for PidHandle {
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fn drop(&mut self) {
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PID_ALLOCATOR.exclusive_access().dealloc(self.0);
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}
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}
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/// 得到 "用户程序的内核栈" 的在 内核本身地址空间 中的虚拟位置(当然由于恒等映射其实也是实际的物理地址)
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/// 这个在 跳板的下面的某个位置
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/// 每个用户除了分配 KERNEL_STACK_SIZE 大小外, 还额外 增加 一个PAGE_SIZE 放在比栈底要高的地址 用来隔离每个用户内核栈
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/// 根据 pid 在相应的位置, 得到app 内核栈的它处于的位置, 位置, 注意代码实现, 这个是有保护页面的(1 pagesize),
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/// 在逻辑地址空间存在保护页面(保护页面不会被映射), 但是在物理地址空间,这个保护页会被随时被物理页帧管理器分配走
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/// 返回的 top是内存的高地址, bottom是内存的低地址
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pub fn kernel_stack_position(pid: usize) -> (usize, usize) {
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let top = TRAMPOLINE - pid * (KERNEL_STACK_SIZE + PAGE_SIZE);
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// 栈底只需要 KERNEL_STACK_SIZE 即可,
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let bottom = top - KERNEL_STACK_SIZE;
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(bottom, top)
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}
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// 新的结构体, 内核栈, 之前我们是根据 app_id 找到的, 现在我们需要改成 统一分配的pid, 根据pid摆放应用内核栈的位置
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pub struct KernelStack {
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pid: usize,
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}
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impl KernelStack {
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// push 一个 泛型, 到 内核栈中, 直接减去T的大小, 再写入即可
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pub fn push_on_top<T: Sized>(&self, value: T) -> *mut T {
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let kernel_stack_top = self.get_top();
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let kernel_stack_top = self.get_top();
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let ptr_mut = (kernel_stack_top - core::mem::size_of::<T>()) as *mut T;
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unsafe {
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*ptr_mut = value;
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}
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ptr_mut
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}
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// 得到当前内核栈的 栈底(高地址)
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pub fn get_top(&self) -> usize {
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let (_, kernel_stack_top) = kernel_stack_position(self.pid);
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kernel_stack_top
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}
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}
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impl KernelStack {
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// 根据 pid handle 在内核空间(最高页的下面) 某个位置, 创建一个 逻辑段 作为应用的内核栈
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pub fn from(pid_handle: &PidHandle) -> Self {
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let pid = pid_handle.0;
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let (kernel_stack_bottom, kernel_stack_top) = kernel_stack_position(pid);
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KERNEL_SPACE
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.exclusive_access()
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.insert_framed_area(
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kernel_stack_bottom.into(),
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kernel_stack_top.into(),
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MapPermission::R | MapPermission::W,
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);
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KernelStack { pid: pid_handle.0 }
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}
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}
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