本文主要是介绍linux copy on write源码分析（基于linux0.11），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
写时复制是有一块内存，由多个进程共享，属性是只读的，当有一个进程对这块内存进行写的时候，系统会先申请一块新的内存给他写。比如进程fork的时候，父子进程对应的物理地址都一样，这时候会在页表项中记录该物理地址是只读的，有一个进程写的时候，就会触发写保护异常。执行写时复制。
在触发写保护异常的时候，处理器会给系统提供两个信息。一个在系统栈中的错误码，一个在cr2寄存器中保存的引起异常的线性地址。错误码一般会告诉系统这些信息。
——P 标志表明异常是由于一个不存在页（0）还是访问权限违例或是使用了保留位（1）。
——W/R 标志表明引起异常的内存访问是读（0）还是写（1）。
——U/S 标志表明异常发生时处理器是在用户态（1）执行还是在管理态（0）执行。
下面我们分析这个过程，首先，在系统初始化的时候，注册了14号中断异常处理程序为page_fault。
// 缺页和写保护异常处理函数
set_trap_gate(14,&page_fault)
page_fault是汇编实现的
_page_fault:// 交换两个寄存器的值，esp指向的位置保存了错误码xchgl %eax,(%esp)// 压栈寄存器pushl %ecxpushl %edxpush %dspush %espush %fs// 内核数据段描述符movl $0x10,%edxmov %dx,%dsmov %dx,%esmov %dx,%fs// 如果是缺页异常，cr2保存了引起缺页的线性地址movl %cr2,%edx// 线性地址（有的话）和错误码入参pushl %edxpushl %eax// 1和eax与，结果放到ZF中testl $1,%eax// zf=0则跳转，即0是写异常，1是缺页异常jne 1fcall _do_no_page// 跳到标签2jmp 2f
1: call _do_wp_page
// 出栈，返回中断，会重新执行异常指令
2: addl $8,%esppop %fspop %espop %dspopl %edxpopl %ecxpopl %eaxire
处理程序是do_wp_page
/** This routine handles present pages, when users try to write* to a shared page. It is done by copying the page to a new address* and decrementing the shared-page counter for the old page.** If it's in code space we exit with a segment error.*/void do_wp_page(unsigned long error_code,unsigned long address)
{
#if 0
/* we cannot do this yet: the estdio library writes to code space */
/* stupid, stupid. I really want the libc.a from GNU */if (CODE_SPACE(address))do_exit(SIGSEGV);
#endif/*address为线性地址，address>>10 = address>>12<<2，得到页表项的地址，address>>20 = address>>22<<2，得到页目录项地址，页目录项里存着页表地址+页表偏移得到页表项地址*/un_wp_page((unsigned long *)(((address>>10) & 0xffc) + (0xfffff000 &*((unsigned long *) ((address>>20) &0xffc)))));}
// 共享的页面被写入的时候会执行该函数。该函数申请新的一页物理地址，解除共享状态
void un_wp_page(unsigned long * table_entry)
{unsigned long old_page,new_page;// table_entry是页表项地址，算出该页的物理首地址old_page = 0xfffff000 & *table_entry;// LOW_MEM以下是内核使用的内存。old_page对应的物理页引用数为1，可以直接修改内容，置可写标记位（第二位）if (old_page >= LOW_MEM && mem_map[MAP_NR(old_page)]==1) {*table_entry |= 2;invalidate();return;}// 分配一个新的物理页if (!(new_page=get_free_page()))oom();// 页的引用数减一，因为有一个进程不使用这块内存了if (old_page >= LOW_MEM)mem_map[MAP_NR(old_page)]--;// 修改页表项的内容，使其指向新分配的内存页，置用户级、有效、可读写、可执行标记位*table_entry = new_page | 7;// 刷新tlbinvalidate();// 把数据赋值到新分配的页上copy_page(old_page,new_page);
}
// 把一页的内容从from复制到to
#define copy_page(from,to) \
__asm__("cld ; rep ; movsl"::"S" (from),"D" (to),"c" (1024):"cx","di","si")
这篇关于linux copy on write源码分析（基于linux0.11）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
