Linux 内核--fork()函数创建进程 （续）之copy_mem(int nr, struct task_struct *p)

飞凌-unix

本问分析基于Linux 0.11内核
copy_mem(int nr, struct task_struct *p)函数是为进程设置段基址，限长，并复制页表。下面是其代码
[cpp] view plaincopy
// 设置新任务的代码和数据段基址、限长并复制页表。  
// nr 为新任务号；p 是新任务数据结构的指针。  
int copy_mem (int nr, struct task_struct *p)  
{  
  unsigned long old_data_base, new_data_base, data_limit;  
  unsigned long old_code_base, new_code_base, code_limit;  
  code_limit = get_limit (0x0f);    // 取局部描述符表中代码段描述符项中段限长。  
  data_limit = get_limit (0x17);    // 取局部描述符表中数据段描述符项中段限长。  
  old_code_base = get_base (current->ldt[1]);    // 取原代码段基址。  
  old_data_base = get_base (current->ldt[2]);    // 取原数据段基址。  
  if (old_data_base != old_code_base)   // 0.11 版不支持代码和数据段分立的情况。  
    panic ("We don't support separate I&D");  
  if (data_limit < code_limit)   // 如果数据段长度 < 代码段长度也不对。  
    panic ("Bad data_limit");  
  new_data_base = new_code_base = nr * 0x4000000;   // 新基址=任务号*64Mb(任务大小)。  
  p->start_code = new_code_base;  
  set_base (p->ldt[1], new_code_base);   // 设置代码段描述符中基址域。  
  set_base (p->ldt[2], new_data_base);   // 设置数据段描述符中基址域。  
  if (copy_page_tables (old_data_base, new_data_base, data_limit))  
    {               // 复制代码和数据段。  
      free_page_tables (new_data_base, data_limit); // 如果出错则释放申请的内存。  
      return -ENOMEM;  
    }  
  return 0;  
}  

其中get_limit()函数是利用内嵌汇编取特定段描述符中段限长，其中用到指令lsll
[cpp] view plaincopy
// 取段选择符segment 的段长值。  
// %0 - 存放段长值(字节数)；%1 - 段选择符segment。  
#define get_limit(segment) ({ /  
unsigned long __limit; /  
__asm__( "lsll %1,%0/n/tincl %0": "=r" (__limit): "r" (segment)); /  
__limit;})  

将指定描述符段的段限长返回，其中由于段限长是从0开始，所以在lsll之后需要增一。
至于ldt数据段描述符为什么是0x17,而ldt中代码段描述符是0x0f原因是段选择子的格式，一共16位，高13位表示描述符在描述符表的索引
［2］位表示这项是GDT还是LDT，0表示LDT；［1］［0］表示RPL权限位。所以，0x17=0B0000 0000 0001 0111，其中10表示第二
项，0x0f＝0B0000 0000 0000 1111，表示位于描述符表中的第一项。基地址在LDTR寄存器中。
get_base(addr)取描述符的中指向段的及地址，其宏定义如下：
[cpp] view plaincopy
// 取局部描述符表中ldt 所指段描述符中的基地址。  
#define get_base(ldt) _get_base( ((char *)&(ldt)) )  
// 从地址addr 处描述符中取段基地址。功能与_set_base()正好相反。  
// edx - 存放基地址(__base)；%1 - 地址addr 偏移2；%2 - 地址addr 偏移4；%3 - addr 偏移7。  
#define _get_base(addr) ({/  
unsigned long __base; /  
__asm__( "movb %3,%%dh/n/t" /   // 取[addr+7]处基址高16 位的高8 位(位31-24)??dh。  
  "movb %2,%%dl/n/t" /      // 取[addr+4]处基址高16 位的低8 位(位23-16)??dl。  
  "shll $16,%%edx/n/t" /    // 基地址高16 位移到edx 中高16 位处。  
  "movw %1,%%dx" /      // 取[addr+2]处基址低16 位(位15-0)??dx。  
:"=d" (__base) /        // 从而edx 中含有32 位的段基地址。  
:"m" (*((addr) + 2)), "m" (*((addr) + 4)), "m" (*((addr) + 7)));  
__base;  
}  
)  

下图表示描述符格式：

copy_page_tables()函数复制页表，据说是内存管理中最复杂函数之一，以后研究，待续........