Каждая область представлена собственным сегментом памяти. В совокупности со страничным механизмом организации виртуальной памяти такой подход предоставляет ядру системы большие возможности по эффективному управлению виртуальной памятью процесса.
Области могут совместно использоваться несколькими процессами, при этом ядру нет необходимости создавать дополнительные копии, нужно лишь задать требуемое отображение (виртуальные адреса области у различных процессов могут не совпадать). В качестве примеров разделяемых областей можно привести разделяемую память, разделяемые библиотеки или отображаемые в память файлы. Часто код программы совместно используется несколькими родственными процессами. Информация о каждой активной области хранится ядром в структуре данных
region
.
Поскольку одна и та же область может использоваться несколькими процессами, для каждого процесса ядро создает связанный список структур
pregion
(per process region), которые в свою очередь адресуют области, используемые процессом. Указатель на список структур
pregion
для каждого процесса находится в записи таблицы процессов — структуре
proc
.
Основные поля структур
region
и
pregion
приведены на рис. 3.10.
Рис. 3.10. Управление адресным пространством процесса в SCO UNIX
Помимо указателей
p_next
, организующих структуры
pregion
в виде связанного списка, и
p_reg
, обеспечивающих адресацию соответствующей структуры region, в каждой структуре
pregion
определен набор флагов определяющий права доступа к области, режим блокирования в памяти и т.д. Поле
p_type
указывает на тип области. Оно может содержать одно из следующих значений:
Значение | Описание |
PT_UNUSED | Область не используется |
PT_TEXT | Область содержит сегмент кода |
PT_DATA | Область содержит сегмент данных |
PT_STACK | Область используется в качестве стека процесса |
PT_SHMEM | Область используется в качестве разделяемой памяти |
PT_LIBTXT | Область содержит код библиотек |
PT_LIBDAT | Область содержит данные библиотек |
PT_SHFIL | Область используется для хранения файла, отображенного в память |
Наконец, поле
p_regva
задает виртуальный адрес области в адресном пространстве процесса.
Поля структуры
region
, приведенные на рис. 3.10, имеют следующие значения. Поле
r_pgsz
определяет размер области в страницах, из которых r_
nvalid
страниц присутствуют в оперативной памяти (см. далее раздел "Страничное замещение"). Несколько процессов могут ссылаться на одну и ту же область, поле
r_refcnt
хранит число таких ссылок. Поле
r_pde
адресует таблицу страниц области
[33]. Поле
r_iptr
адресует inode файла, где располагаются данные области (например, для области кода,
r_iptr
будет указывать на inode исполняемого файла).
Фактическую информацию о структурах управления адресным пространством процесса можно получить с помощью команды crash(1M). В следующем примере таким образом определяется содержимое структур
pregion
процесса и характеристики соответствующих областей.
# <b>crash</b>
dumpfile = /dev/mem, namelist = /unix, outfile = stdout
> <b>pregion 101</b>
SLOT PREG REG# REGVA TYPE FLAGS
101 0 12 0x700000 text rdonly
1 22 0x701000 data
2 23 0x7ffffffc stack
3 145 0x80001000 lbtxt rdonly
4 187 0x80031000 lbdat pr
Как можно увидеть из вывода команды crash(1М), с рассматриваемым процессом связаны пять областей: сегмент кода, данных и стека, а также сегменты кода и данных подключенной библиотеки. Столбец
REG#
определяет запись таблицы областей, где расположена адресуемая каждой
pregion
область
region
. Заметим, что значение в столбце
REG#
лишь отчасти соответствует полю
p_reg
структуры
pregion
, поскольку последнее является указателем, а не индексом таблицы. Столбец
REGVA
содержит значения виртуальных адресов областей.
С помощью полученной информации мы можем более детально рассмотреть любую из областей процесса. Выведем данные о сегментах кода, данных и стека:
>region 12 22 23
SLOT PGSZ VALID SMEM NONE SOFF KEF SWP NSW FORW BACK INOX TYPE FLAGS
12 1 1 1 0 0 11 0 0 15 5 154 stxt done
22 3 1 0 0 0 1 0 0 238 23 154 priv done
23 2 1 1 0 0 1 0 0 135 24 priv stack
Столбец
PGSZ
определяет размер области в страницах, а столбец
VALID
— число страниц этой области, находящихся в оперативной памяти. Как можно заметить, для сегментов данных и стека страниц недостаточно, поэтому может возникнуть ситуация, когда процессу потребуется обращение к адресу, в настоящее время отсутствующему в памяти. Заметим также, что столбец
INOX
содержит индексы таблиц inode, указывающие на метаданные файлов, откуда было загружено содержимое соответствующих сегментов.
Мы можем взглянуть на дополнительные сведения об этом файле:
><b>inode 154</b>
INODE TABLE SIZE = 472
SLOT MAJ/MIN FS INUMB RCNT LINK UID GID SIZE MODE MNT M/ST FLAGS
154 1,42 2 1562 3 1 123 56 8972 f---755 0 R130 tx
Из этой таблицы мы можем определить файловую систему, в которой расположен файл (
MAJ
/
MIN
), а также номер его дискового inode —
INUMB
. В данном случае он равен 1562. Выполнив команду
ncheck(1), мы узнаем имя исполняемого файла, соответствующего исследуемому процессу: