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

本问分析基于Linux 0.11内核，转载请标明出处http://blog.csdn.net/yming0221/archive/2011/06/06/6528490.aspx

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 plaincopyprint?
  1. // 设置新任务的代码和数据段基址、限长并复制页表。   
  2. // nr 为新任务号；p 是新任务数据结构的指针。   
  3. int copy_mem (int nr, struct task_struct *p)  
  4. {  
  5.   unsigned long old_data_base, new_data_base, data_limit;  
  6.   unsigned long old_code_base, new_code_base, code_limit;  
  7.   code_limit = get_limit (0x0f);    // 取局部描述符表中代码段描述符项中段限长。   
  8.   data_limit = get_limit (0x17);    // 取局部描述符表中数据段描述符项中段限长。   
  9.   old_code_base = get_base (current->ldt[1]);    // 取原代码段基址。   
  10.   old_data_base = get_base (current->ldt[2]);    // 取原数据段基址。   
  11.   if (old_data_base != old_code_base)   // 0.11 版不支持代码和数据段分立的情况。   
  12.     panic ("We don't support separate I&D");  
  13.   if (data_limit < code_limit)   // 如果数据段长度 < 代码段长度也不对。   
  14.     panic ("Bad data_limit");  
  15.   new_data_base = new_code_base = nr * 0x4000000;   // 新基址=任务号*64Mb(任务大小)。   
  16.   p->start_code = new_code_base;  
  17.   set_base (p->ldt[1], new_code_base);   // 设置代码段描述符中基址域。   
  18.   set_base (p->ldt[2], new_data_base);   // 设置数据段描述符中基址域。   
  19.   if (copy_page_tables (old_data_base, new_data_base, data_limit))  
  20.     {               // 复制代码和数据段。   
  21.       free_page_tables (new_data_base, data_limit); // 如果出错则释放申请的内存。   
  22.       return -ENOMEM;  
  23.     }  
  24.   return 0;  
  25. }  
 

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 plaincopyprint?
  1. // 取段选择符segment 的段长值。   
  2. // %0 - 存放段长值(字节数)；%1 - 段选择符segment。   
  3. #define get_limit(segment) ({ /   
  4. unsigned long __limit; /  
  5. __asm__( "lsll %1,%0/n/tincl %0": "=r" (__limit): "r" (segment)); /  
  6. __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 plaincopyprint?
  1. // 取局部描述符表中ldt 所指段描述符中的基地址。   
  2. #define get_base(ldt) _get_base( ((char *)&(ldt)) )   
  3. // 从地址addr 处描述符中取段基地址。功能与_set_base()正好相反。   
  4. // 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。   
  5. #define _get_base(addr) ({/   
  6. unsigned long __base; /  
  7. __asm__( "movb %3,%%dh/n/t" /   // 取[addr+7]处基址高16 位的高8 位(位31-24)??dh。   
  8.   "movb %2,%%dl/n/t" /      // 取[addr+4]处基址高16 位的低8 位(位23-16)??dl。   
  9.   "shll $16,%%edx/n/t" /    // 基地址高16 位移到edx 中高16 位处。   
  10.   "movw %1,%%dx" /      // 取[addr+2]处基址低16 位(位15-0)??dx。   
  11. :"=d" (__base) /        // 从而edx 中含有32 位的段基地址。   
  12. :"m" (*((addr) + 2)), "m" (*((addr) + 4)), "m" (*((addr) + 7)));  
  13. __base;  
  14. }  
  15. )  
 

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........

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