risc-v 内存分配

高地址
+--------------------------------------------------+ 0xFFFFFFFF_FFFFFFFF
|                                                  |
|                  高位内存区域                      |
|                                                  |
+--------------------------------------------------+ 0xFFFFFFFF_FFFFF000 (usize::MAX - PAGE_SIZE + 1)                       |
|                跳板代码 (Trampoline Code)         |          
|                                                  |
+--------------------------------------------------+ 0xFFFFFFFF_FFFFF000 (TRAMPOLINE - PAGE_SIZE)
|               陷阱上下文 (Trap Context)            |
|                                                  |
+--------------------------------------------------+ 0xFFFFFFFF_FFFF8000
|                  应用 1 的内核栈 (8KB)            |
|               底部 = 0xFFFFFFFF_FFFF6000          |
|               顶部 = 0xFFFFFFFF_FFFF8000          |
+--------------------------------------------------+ 0xFFFFFFFF_FFFF6000
|                    守卫页 (4KB)                   |
+--------------------------------------------------+ 0xFFFFFFFF_FFFF5000
|                  应用 2 的内核栈 (8KB)            |
|               底部 = 0xFFFFFFFF_FFFF3000          |
|               顶部 = 0xFFFFFFFF_FFFF5000          |
+--------------------------------------------------+ 0xFFFFFFFF_FFFF3000
|                    守卫页 (4KB)                   |
+--------------------------------------------------+ 0xFFFFFFFF_FFFF2000
低地址

上面只是一个示意图，下面用代码描述一下

1. 全局的初始化

   pub fn init() {
    //全局的堆空间管理， 利用一个伙伴系统，稍后我会分析一下源码
    heap_allocator::init_heap();
    //配置可利用总的空间，根据自己的硬件情况来配置
    frame_allocator::init_frame_allocator();
    //会先调用KERNEL_SPACE初始化，然后在， 设置satp 开启内存的分页
    KERNEL_SPACE.exclusive_access().activate();
   }

   KERNEL_SPACE初始化，主要是各个段的映射， 恒等映射的方式

   pub fn new_kernel() -> Self {
        let mut memory_set = Self::new_bare();
        memory_set.map_trampoline();
        memory_set.push(
            MapArea::new(
                (stext as usize).into(),
                (etext as usize).into(),
                MapType::Identical,
                MapPermission::R | MapPermission::X,
            ),
            None,
        );
        memory_set.push(
            MapArea::new(
                (srodata as usize).into(),
                (erodata as usize).into(),
                MapType::Identical,
                MapPermission::R,
            ),
            None,
        );
        memory_set.push(
            MapArea::new(
                (sdata as usize).into(),
                (edata as usize).into(),
                MapType::Identical,
                MapPermission::R | MapPermission::W,
            ),
            None,
        );
        memory_set.push(
            MapArea::new(
                (sbss_with_stack as usize).into(),
                (ebss as usize).into(),
                MapType::Identical,
                MapPermission::R | MapPermission::W,
            ),
            None,
        );
        memory_set.push(
            MapArea::new(
                (ekernel as usize).into(),
                MEMORY_END.into(),
                MapType::Identical,
                MapPermission::R | MapPermission::W,
            ),
            None,
        );
        println!("mapping memory-mapped registers");
        for pair in MMIO {
            memory_set.push(
                MapArea::new(
                    (*pair).0.into(),
                    ((*pair).0 + (*pair).1).into(),
                    MapType::Identical,
                    MapPermission::R | MapPermission::W,
                ),
                None,
            );
        }
        memory_set
    }

   map_trampoline 映射稍微有些特殊：

   fn map_trampoline(&mut self) {
        self.page_table.map(
            VirtAddr::from(TRAMPOLINE).into(),
            PhysAddr::from(strampoline as usize).into(),
            PTEFlags::R | PTEFlags::X,
        );
    }

   TRAMPOLINE：一个虚拟地址

   pub const TRAMPOLINE: usize = usize::MAX - PAGE_SIZE + 1;
   pub const TRAP_CONTEXT: usize = TRAMPOLINE - PAGE_SIZE;

   strampoline 是内核结束之后的一个物理地址

    stext = .;
    .text : {
        *(.text.entry)
        . = ALIGN(4K);
        strampoline = .;
        *(.text.trampoline);
        . = ALIGN(4K);
        *(.text .text.*)
    }