diff --git a/docs/kernel/core_api/mm-api.md b/docs/kernel/core_api/mm-api.md index 49fb13be..a05276c1 100644 --- a/docs/kernel/core_api/mm-api.md +++ b/docs/kernel/core_api/mm-api.md @@ -1,3 +1,5 @@ +(_core_mm_api)= + # 内存管理API ## SLAB内存池 diff --git a/docs/kernel/memory_management/index.rst b/docs/kernel/memory_management/index.rst index 31a566c4..421ecc00 100644 --- a/docs/kernel/memory_management/index.rst +++ b/docs/kernel/memory_management/index.rst @@ -1,7 +1,14 @@ .. _memory_management_module: ==================================== -内存管理模块 +内存管理文档 ==================================== -[内容待完善] \ No newline at end of file + 这里讲解了内存管理模块的一些设计及实现原理。 + + 如果你正在寻找使用内存管理模块的方法，请转到：:ref:`内存管理API文档 <_core_mm_api>` + +.. toctree:: + :maxdepth: 1 + + mmio \ No newline at end of file diff --git a/docs/kernel/memory_management/mmio.md b/docs/kernel/memory_management/mmio.md new file mode 100644 index 00000000..8cd102a7 --- /dev/null +++ b/docs/kernel/memory_management/mmio.md @@ -0,0 +1,47 @@ +# MMIO + +MMIO是“内存映射IO”的缩写，它被广泛应用于与硬件设备的交互之中。 + +## 地址空间管理 + +DragonOS中实现了MMIO地址空间的管理机制，本节将介绍它们。 + +### 为什么需要MMIO地址空间自动分配？ + +  由于计算机上的很多设备都需要MMIO的地址空间，而每台计算机上所连接的各种设备的对MMIO地址空间的需求是不一样的。如果我们为每个类型的设备都手动指定一个MMIO地址，会使得虚拟地址空间被大大浪费，也会增加系统的复杂性。并且，我们在将来还需要为不同的虚拟内存区域做异常处理函数。因此，我们需要一套能够自动分配MMIO地址空间的机制。 + +### 这套机制提供了什么功能？ + +- 为驱动程序分配4K到1GB的MMIO虚拟地址空间 +- 对于这些虚拟地址空间，添加到VMA中进行统一管理 +- 可以批量释放这些地址空间 + +### 这套机制是如何实现的？ + +  这套机制本质上是使用了伙伴系统来对MMIO虚拟地址空间进行维护。在`mm/mm.h`中指定了MMIO的虚拟地址空间范围，这个范围是`0xffffa10000000000`开始的1TB的空间。也就是说，这个伙伴系统为MMIO维护了这1TB的虚拟地址空间。 + +### 地址空间分配过程 + +1. 初始化MMIO-mapping模块，在mmio的伙伴系统中创建512个1GB的`__mmio_buddy_addr_region` +2. 驱动程序使用`mmio_create`请求分配地址空间。 +3. `mmio_create`对申请的地址空间大小按照2的n次幂进行对齐，然后从buddy中申请内存地址空间 +4. 创建VMA，并将VMA标记为`VM_IO|VM_DONTCOPY`。MMIO的vma只绑定在`initial_mm`下，且不会被拷贝。 +5. 分配完成 + +一旦MMIO地址空间分配完成，它就像普通的vma一样，可以使用mmap系列函数进行操作。 + +### MMIO的映射过程 + +  在得到了虚拟地址空间之后，当我们尝试往这块地址空间内映射内存时，我们可以调用`mm_map`函数，对这块区域进行映射。 + +  该函数会对MMIO的VMA的映射做出特殊处理。即：创建`Page`结构体以及对应的`anon_vma`. 然后会将对应的物理地址，填写到页表之中。 + +### MMIO虚拟地址空间的释放 + +  当设备被卸载时，驱动程序可以调用`mmio_release`函数对指定的mmio地址空间进行释放。 + +  释放的过程中，`mmio_release`将执行以下流程： + +1. 取消mmio区域在页表中的映射。 +2. 将释放MMIO区域的VMA +3. 将地址空间归还给mmio的伙伴系统。