Crate range_action_map

Crate range_action_map 

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§RangeAction Map

一个区间树结构，用于提供 mmap / munmap / mprotect 时对区间的操作。

§使用

本项目有 std 环境和 no_std 两个选项。

如需在 std 环境使用，直接在 Cargo.toml 引入即可； 如需在内核中使用，则需要选择：

ⓘ
range-action-map = { default-features = false }

§测试

本项目来自 https://github.com/scPointer/maturin。

其中 crate 源码在 https://github.com/scPointer/maturin/tree/memory-area-mod/range-action-map， 对这个 crate 本身的单元测试在 https://github.com/scPointer/maturin/tree/memory-area-mod/range-action-map-test。

单元测试本身只包含对数据结构本身的测试，不涉及页表和内存分配。实际在内存中的应用见下

§应用

主要在 https://github.com/scPointer/maturin/kernel 模块中， 下面的路径都以这个模块为当前路径做描述

  • 在 src/memory/areas/mod.rs 中，描述了内核里的 VmArea 如何实现这个模块的 trait Segment
  • 在 src/memory/vmm.rs 中，描述了内核里的 MemorySet 如何使用这个模块的 RangeActionMap
    • 以及如何使用 VmArea
  • 在 Cargo.toml 中，描述了如何引入本模块

§对外提供接口

RangeActionMap 主要提供以下操作：

  • unmap(start, end)：拆分/缩短/删除部分现有区间，空出[start, end) 这一段。
  • mprotect(start, end)：修改所有区间与 [start,end) 相交的部分的属性。没有被 [start, end) 覆盖的区间会被拆分。
  • mmap_fixed(start, end)：unmap(start, end)，并插入一个(用户给定的)新区间在[start, end)。
  • mmap_anywhere(hint, len)：不修改任何区间，寻找一个长为 len 且左端点不小于 hint 的空位，并插入一个(用户给定的)新区间，返回插入位置的左端点。

还提供以下接口：

  • find(pos: usize)：查询一个点是否在某个区间在，如果在，返回它的引用。
  • .iter() .iter_mut()：迭代器支持。
  • impl Debug：可以用 Debug 属性输出所有区间信息(需要用户提供的底层 SegmentType 实现 Debug)。

创建：

  • new(args: ArgsType)

§需要用户提供的接口和约定

RangeActionMap 需要一个实现 trait Segment 的类型，至少实现删除、拆分、修改三个操作：

  • remove()：删除这段区间
  • split(pos)：从pos位置把当前区间拆成两段区间(pos 参数为全局的绝对位置而非区间内位置)
  • modify(new_flags)：修改区间的属性

一些约定：

  • 删除区间时需要用户底层结构完成返还页帧、修改页表等操作，但不需要 Drop 结构本身
  • 其中每个区间有一个 usize 大小的可修改的属性，在用于内存管理时，它一般是 PTEFlags
    • (尽管这个结构只需要u8，但我们希望这个属性至少可以放下一个 raw_pointer 以便扩展其他用途)。
  • 此外，RangeActionMap创建时要求传入一个 ArgsType，它实际上是一个 usize。这个值会在每次操作时传递给底层区间

Structs§

RangeActionMap
一个数据结构，维护互不相交的左闭右开区间。 其中每个区间有一个 usize 大小的可修改的属性，在用于内存管理时，它一般是 PTEFlags (尽管这个结构只需要u8，但我们希望这个属性至少可以放下一个 raw_pointer 以便扩展其他用途)。
RangeActionMapIter
RangeActionMapIterMut
RangeArea

Enums§

CutSet
当前 VmArea 和另一个给定的需要 mprotect 的区间的相交关系
DiffSet
当前 VmArea 和另一个给定的需要 unmap 的区间的相交关系

Constants§

LOWER_LIMIT
4 KB
UPPER_LIMIT
4 GB

Traits§

Segment
维护一段相同权限的地址区间的线段

Type Aliases§

ArgsType
IdentType