1 /// @Auther: Kong 2 /// @Date: 2023-03-27 06:54:08 3 /// @FilePath: /DragonOS/kernel/src/mm/allocator/bump.rs 4 /// @Description: bump allocator线性分配器 5 use super::page_frame::{FrameAllocator, PageFrameCount, PageFrameUsage}; 6 use crate::mm::{MemoryManagementArch, PhysAddr, PhysMemoryArea}; 7 use core::marker::PhantomData; 8 9 /// 线性分配器 10 pub struct BumpAllocator<MMA> { 11 // 表示可用物理内存区域的数组。每个 PhysMemoryArea 结构体描述一个物理内存区域的起始地址和大小。 12 areas: &'static [PhysMemoryArea], 13 // 表示当前分配的物理内存的偏移量. 14 offset: usize, 15 // 一个占位类型，用于标记 A 类型在结构体中的存在。但是，它并不会占用任何内存空间，因为它的大小为 0。 16 phantom: PhantomData<MMA>, 17 } 18 19 /// 为BumpAllocator实现FrameAllocator 20 impl<MMA: MemoryManagementArch> BumpAllocator<MMA> { 21 /// @brief: 创建一个线性分配器 22 /// @param Fareas 当前的内存区域 23 /// @param offset 当前的偏移量 24 /// @return 分配器本身 25 pub fn new(areas: &'static [PhysMemoryArea], offset: usize) -> Self { 26 Self { 27 areas, 28 offset, 29 phantom: PhantomData, 30 } 31 } 32 // @brief 获取页帧使用情况 33 pub fn areas(&self) -> &'static [PhysMemoryArea] { 34 return self.areas; 35 } 36 // @brief 获取当前分配的物理内存的偏移量 37 pub fn offset(&self) -> usize { 38 return self.offset; 39 } 40 } 41 42 impl<MMA: MemoryManagementArch> FrameAllocator for BumpAllocator<MMA> { 43 /// @brief: 分配count个物理页帧 44 /// @param mut self 45 /// @param count 分配的页帧数量 46 /// @return 分配后的物理地址 47 unsafe fn allocate(&mut self, count: PageFrameCount) -> Option<(PhysAddr, PageFrameCount)> { 48 let mut offset = self.offset(); 49 // 遍历所有的物理内存区域 50 for area in self.areas().iter() { 51 // 将area的base地址与PAGE_SIZE对齐，对齐时向上取整 52 // let area_base = (area.base.data() + MMA::PAGE_SHIFT) & !(MMA::PAGE_SHIFT); 53 let area_base = (area.base.data() + (MMA::PAGE_SIZE - 1)) & !(MMA::PAGE_SIZE - 1); 54 // 将area的末尾地址与PAGE_SIZE对齐，对齐时向下取整 55 // let area_end = (area.base.data() + area.size) & !(MMA::PAGE_SHIFT); 56 let area_end = (area.base.data() + area.size) & !(MMA::PAGE_SIZE - 1); 57 58 // 如果offset大于area_end，说明当前的物理内存区域已经分配完了，需要跳到下一个物理内存区域 59 if offset >= area_end { 60 continue; 61 } 62 63 // 如果offset小于area_base ,说明当前的物理内存区域还没有分配过页帧，将offset设置为area_base 64 if offset < area_base { 65 offset = area_base; 66 } else if offset < area_end { 67 // 将offset对齐到PAGE_SIZE 68 offset = (offset + (MMA::PAGE_SIZE - 1)) & !(MMA::PAGE_SIZE - 1); 69 } 70 // 如果当前offset到area_end的距离大于等于count.data() * PAGE_SIZE，说明当前的物理内存区域足以分配count个页帧 71 if offset + count.data() * MMA::PAGE_SIZE <= area_end { 72 let res_page_phys = offset; 73 // 将offset增加至分配后的内存 74 self.offset = offset + count.data() * MMA::PAGE_SIZE; 75 76 return Some((PhysAddr(res_page_phys), count)); 77 } 78 } 79 return None; 80 } 81 82 unsafe fn free(&mut self, _address: PhysAddr, _count: PageFrameCount) { 83 // TODO: 支持释放页帧 84 unimplemented!("BumpAllocator::free not implemented"); 85 } 86 /// @brief: 获取内存区域页帧的使用情况 87 /// @param self 88 /// @return 页帧的使用情况 89 unsafe fn usage(&self) -> PageFrameUsage { 90 let mut total = 0; 91 let mut used = 0; 92 for area in self.areas().iter() { 93 // 将area的base地址与PAGE_SIZE对齐，对其时向上取整 94 let area_base = (area.base.data() + MMA::PAGE_SHIFT) & !(MMA::PAGE_SHIFT); 95 // 将area的末尾地址与PAGE_SIZE对齐，对其时向下取整 96 let area_end = (area.base.data() + area.size) & !(MMA::PAGE_SHIFT); 97 98 total += (area_end - area_base) >> MMA::PAGE_SHIFT; 99 // 如果offset大于area_end，说明当前物理区域被分配完，都需要加到used中 100 if self.offset >= area_end { 101 used += (area_end - area_base) >> MMA::PAGE_SHIFT; 102 } else if self.offset < area_base { 103 // 如果offset小于area_base，说明当前物理区域还没有分配过页帧，都不需要加到used中 104 continue; 105 } else { 106 used += (self.offset - area_base) >> MMA::PAGE_SHIFT; 107 } 108 } 109 let frame = PageFrameUsage::new(PageFrameCount::new(used), PageFrameCount::new(total)); 110 return frame; 111 } 112 } 113